Pertanian luar angkasa

Pertanian luar angkasa mengacu pada penanaman tanaman untuk makanan dan bahan lain di luar angkasa atau pada benda-benda langit di luar Bumi - setara dengan pertanian di Bumi.

Bertani di benda angkasa, seperti Bulan atau Mars, memiliki banyak kesamaan dengan bertani di stasiun ruang angkasa atau koloni luar angkasa. Tapi, bergantung pada ukuran benda langit, mungkin tidak memiliki kompleksitas gayaberat mikro pada satelit buatan. Setiap lingkungan akan memiliki perbedaan dalam ketersediaan input untuk proses pertanian luar angkasa: bahan anorganik yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman, media tanah, insolasi, ketersediaan relatif karbon dioksida, nitrogen dan oksigen, dan sebagainya.

Ikhtisar 

Pasokan makanan ke stasiun ruang angkasa dan misi jangka panjang lainnya sangat mahal dan berat. Satu astronaut di Stasiun Luar Angkasa Internasional membutuhkan sekitar "1,8 kilogram makanan dan kemasan per hari". Untuk misi jangka panjang, seperti awak empat orang, misi Mars tiga tahun, jumlah ini dapat bertambah hingga 24.000 pon (atau sekitar 10.886 kg).

Karena biaya pasokan dan ketidakpraktisan penyediaan misi antarplanet, prospek pertumbuhan makanan di dalam negeri sangat menarik. Keberadaan ruang pertanian akan membantu penciptaan lingkungan yang berkelanjutan, karena tanaman dapat digunakan untuk mendaur ulang air limbah, menghasilkan oksigen, terus menerus memurnikan udara dan mendaur ulang kotoran pada stasiun ruang angkasa atau pesawat ruang angkasa. 10 m² tanaman menghasilkan 25% dari kebutuhan harian 1 orang, atau sekitar 180-210 gram oksigen. Pada dasarnya hal ini memungkinkan ruang pertanian untuk mengubah pesawat ruang angkasa menjadi ekosistem buatan dengan siklus hidrologi dan daur ulang nutrisi.

Selain mempertahankan usia simpan dan mengurangi massa total, kemampuan untuk menumbuhkan makanan di ruang angkasa akan membantu mengurangi kesenjangan vitamin dalam diet astronaut dan menyediakan makanan segar dengan rasa dan tekstur yang lebih baik. Saat ini, sebagian besar makanan yang dipasok ke astronaut dipanaskan atau dikeringkan. Kedua metode ini, sebagian besar, mempertahankan sifat-sifat pra-perawatan makanan. Namun, degradasi vitamin selama penyimpanan dapat terjadi. Sebuah studi tahun 2009 mencatat penurunan yang signifikan dalam vitamin A, C dan K serta asam folat dan thiamin dapat terjadi hanya dalam satu tahun penyimpanan. Misi ke Mars dapat membutuhkan penyimpanan makanan selama lima tahun, sehingga sumber baru vitamin ini akan dibutuhkan.

Pasokan bahan makanan untuk orang lain cenderung menjadi bagian utama dari permukiman di luar Bumi masa awal-awal. Produksi makanan adalah tugas yang tidak sepele dan cenderung menjadi salah satu tugas yang paling padat karya, dan vital, dari kolonis awal. Di antaranya, NASA sedang meneliti bagaimana mencapai pertanian luar angkasa.

Tantangan teknis 

Berbagai tantangan teknis akan menghadapi penjajah yang berusaha melakukan pertanian di luar Bumi. Ini termasuk efek penurunan gravitasi, pencahayaan, dan tekanan serta peningkatan radiasi. Meskipun rumah kaca dapat memecahkan banyak masalah yang muncul di ruang angkasa, konstruksinya akan memberikan serangkaian tantangan teknis.

Tumbuhan yang tumbuh dalam pesawat mengalami lingkungan gayaberat mikro, dan tanaman yang tumbuh di permukaan Mars mengalami sekitar 1/3 gravitasi yang dimiliki tanaman bumi. Namun, selama tanaman diberi cahaya directional, tanaman yang tumbuh di lingkungan dengan gravitasi rendah masih mengalami pertumbuhan normal. Pertumbuhan normal diklasifikasikan sebagai arah pertumbuhan akar dan tunas yang berlawanan. Ini dikatakan bahwa banyak tanaman yang tumbuh di lingkungan penerbangan luar angkasa secara signifikan lebih kecil daripada yang tumbuh di permukaan bumi dan tumbuh pada tingkat yang lebih lambat.

Selain berbagai efek gravitasi, kecuali dilindungi, tanaman yang tumbuh di permukaan Mars akan terkena tingkat radiasi yang jauh lebih tinggi daripada di Bumi. Paparan radiasi tingkat tinggi dapat merusak DNA tanaman. Hal ini terjadi karena radikal hidroksil yang sangat reaktif menarget DNA. Degradasi DNA memiliki efek langsung pada perkecambahan, pertumbuhan dan reproduksi tanaman. Radiasi pengion juga memiliki efek pada fungsi PSII dan dapat menyebabkan hilangnya fungsi dan generasi radikal yang bertanggung jawab atas foto-oksidasi. Intensitas efek ini bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya.

Lingkungan bertekanan rendah di permukaan Mars juga telah menjadi perhatian. Kondisi hipobarik dapat mempengaruhi fotosintesis bersih dan laju evapotranspirasi. Namun, sebuah penelitian tahun 2006 menunjukkan bahwa mempertahankan konsentrasi CO2 yang tinggi dapat mengurangi dampak kondisi hipobarik serendah 10 kPa untuk mencapai pertumbuhan tanaman normal.

Tanah Mars mengandung sebagian besar mineral yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman kecuali nitrogen reaktif, yang merupakan produk mineralisasi bahan organik. Karena ada kekurangan bahan organik di permukaan mars, ada kekurangan komponen ini. Nitrogen reaktif adalah konstituen yang diperlukan dari tanah yang digunakan untuk pertumbuhan tanaman, dan ada kemungkinan bahwa spesies pengikat nitrogen, seperti bakteri, dapat membantu dalam kurangnya seri nitrogen reaktif. Namun, sebuah studi tahun 2014 menyarankan bahwa tanaman dapat berkecambah dan bertahan hidup selama 50 hari di tanah Mars dan bulan dengan menggunakan tanah simulant. Karena itu, hanya satu dari empat spesies mereka yang bereksperimen yang cukup baik untuk mencapai pembentukan bunga penuh dan lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mencapai pertumbuhan lengkap.

Eksperimen 

 "GreenHab" di Stasiun Penelitian Gurun Mars di Utah berisi rumah kaca yang dirancang untuk meniru beberapa tantangan yang dihasilkan dari bertani di Mars.
 Eksperimen Lada dan Sistem Budidaya Modular Eropa  di Stasiun Luar Angkasa Internasional digunakan untuk menumbuhkan sejumlah kecil makanan segar.
 Pada 2013, NASA mendanai penelitian untuk mengembangkan printer makanan 3D.
 Sistem Produksi Sayuran NASA, "Veggie", adalah unit yang dapat digunakan yang bertujuan untuk menghasilkan tanaman jenis salad di Stasiun Luar Angkasa Internasional.
 Pendarat bulan 2019 Chang'e 4 membawa Lunar Micro Ecosystem, sebuah silinder "biosfer"  tertutup dengan panjang 18 cm dan berdiameter 16 cm dengan biji dan telur serangga untuk menguji apakah tanaman dan serangga dapat menetas dan tumbuh bersama secara sinergis.
 Masa depan ALINA pendarat bulan akan membawa "biosfer" silinder kecil yang disebut Lunar Pertumbuhan Tanaman Percobaan (LPX), di mana NASA akan berusaha untuk berkecambah dan tumbuh beberapa jenis tanaman.

Lihat pula 

 Astrobotani
 Biosfer2
 Kapal generasi
 Misi manusia ke Mars
 Mikrogravitasi
 Tumbuhan di luar angkasa
 Penelitian ilmiah di Stasiun Luar Angkasa Internasional
 Sistem Produksi Sayuran

Referensi

Pranala luar 

 International Space Station: A First For Space Farming
 Greenhouses for Mars
 Sunlight on Mars: Is there enough light on mars to grow tomatoes?
 Award-winning Mars garden
 Plant biology at low atmospheric pressures in support of Earth-orbital, lunar, or Martian plant growth facilities