НАСА: Светодиоды испытаны в экспериментах по выращиванию растений в космических полетах
http://www.nasa.gov/centers/kennedy/home/plant_growth.html
Линда Херридж, Космический центр НАСА им. Дж.Ф. Кеннеди 11 сентября 2012 г.
Что будет представлять собой пища, которую будут есть космонавты во время полётов в дальний космос, и как лучше всего ее выращивать? Ответы на эти вопросы ищет группа ботаников, работающая над одним из проектов по жизнеобеспечению человека в космосе в рамках программы НАСА "Передовые исследовательские системы" (Advanced Exploration Systems, AES). Это исследование Астробиологической лаборатории Космического центра им. Дж.Ф. Кеннеди является одним из проектов НАСА по выработке новых подходов к организации пилотируемых полётов за пределы земной орбиты, которые бы позволили в короткие сроки создавать экспериментальные системы, измерять ключевые показатели и проверять правильность действующих рабочих принципов.
Ботаник из Государственного аграрно-технического университета Северной Каролины доктор Мэтью Микенс проводит замеры редиса типа "Черри Бом Гибрид II", собранного третьего августа в оранжерее Астробиологической лаборатории Космического центра НАСА. Эксперименты над растениями в этом центре составляют часть программы "Передовые исследовательские системы", проводимой Дирекцией по пилотируемым исследовательским космическим полётам НАСА (Human Exploration and Operations Mission Directorate). Фото: НАСА/Френк Очоа-Гонзалес.
Участвующая в этом проекте в рамках группы по работе с наземными системами Инженерной дирекции Космического центра доктор Джиоя Масса сообщила, что в ходе исследования изучалась реакция краснолиственного салата латука (который исследователи называют между собой "краснеющим") и редиса на различные типы освещения - люминесцентный свет широкого спектра и красно-синее свечение твердотельных светодиодов.
По её словам, "Светодиоды обладают высоким качеством и универсальностью. Благодаря своей надёжности и долговечности они идеально подходят для космических операций, в ходе которых сложно доставлять дополнительные припасы с Земли".
Редис, выращенный в оранжерее под воздействием красных и синих светодиодов. В этих опытах изучается воздействие различных типов освещения на такие растения, как редис и листовой салат.
Фото: НАСА/Френк Очоа-Гонзалес.
Как сообщил доктор Рэй Вилер, руководящий разработками передовых систем жизнеобеспечения в Инженерной дирекции, идея использовать светодиоды для выращивания растений появилась в стенах НАСА ещё в конце 1980-х годов.
Некоторые из первых тестов в этом направлении проводились в Университете Висконсина и Космическом центре им. Дж.Ф. Кеннеди. Тогда облучённая красными диодами пшеница почти полностью выцвела и высохла.
"Синие светодиоды были тогда очень низкого качества, и возникшую проблему пришлось решать с помощью голубых люминесцентных ламп", - говорит Вилер, - "С тех пор светодиоды значительно усовершенствовались".
В нынешнем исследовании наблюдение за ростом растений ведет выпускник Государственного аграрно-технического университета Северной Каролины и участник докторантской программы НАСА им. Хариетт Дженкинс (Harriett G. Jenkins Pre-doctoral Fellowship Project) Мэтью Микенс.
В ходе недавнего сбора "урожая" Микенс измерил длину и ширину стеблей, общую массу растений, массу съедобных частей, образовавшуюся за последний цикл роста растений, а также индекс листовой поверхности.
Он использовал хлорофиллометр, а затем некоторые растения были мгновенно заморожены в жидком азоте и превращены в порошок, чтобы провести новое обследование - аденозинтрифосфатный (АТФ) анализ, который позволяет определить количество энергии в растительной ткани.
"Одной из целей исследования было определить, как освещение влияет на рост растений", - говорит Микенс.
Во время исследования он сравнивал воздействие, которое оказывает на рост салата и редиса красно-синее диодное освещение, с эффектом от белых люминесцентных ламп широкого спектра при наличии зелёного свечения.
"Я обнаружил, что эти два режима приводили к существенным различиям в физиологии растений", - продолжает исследователь. По его словам, под воздействием красных и синих диодов растения приобретали тёмно-красный оттенок, что говорит о повышенном содержании пигмента антоцианина - мощного антиоксиданта, который может частично нивелировать воздействие космической радиации. Чтобы проверить эти выводы, был запущен новый цикл роста.
"Даже незначительные изменения в характере освещения могут усилить противоокислительные свойства таких растений, как изучаемый нами салат латук. Пищевую ценность растительных продуктов, употребляемых космонавтами во время длительных космических перелётов, можно регулировать правильным освещением ", - заключает Микенс.
По словам Вилера, уже доказано, что свежая растительная пища - такая как помидоры, голубика и красный салат латук - содержит множество антиоксидантов. "Её выращивание и употребление в условиях космоса положительно скажется на психологическом настрое экипажа и усилит защиту от радиации в замкнутой среде".
Краснолистовой салат латук, выросший в оранжерее под воздействием света от красных и синих диодов. Эксперименты над растениями в Космическом центре им. Дж.Ф. Кеннеди составляют часть программы "Передовые исследовательские системы" (Advanced Exploration Systems, AES), проводимой Дирекцией по пилотируемым исследовательским космическим полётам НАСА.
Фото: НАСА/Френк Очоа-Гонзалес.
"Чем больше мы узнаём о различных источниках света, тем эффективнее мы можем выращивать растения, которые играют важную роль в питании космонавтов и в системах очистки атмосферы и воды", - добавляет Джиоя Масса. "Наша конечная цель - создание замкнутых саморегулирующихся и самовоспроизводящихся биологических систем. Нынешняя технология вспомогательного продовольственного обеспечения - шаг по направлению к этой цели".
Перевод - Василий Васильев.