w 2010 roku wzrosło pragnienie długoterminowych misji kosmicznych, które doprowadziły do pożądania do produkcji roślinnej w kosmosie jako pokarm dla astronautów. Przykładem tego jest produkcja warzyw na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej na orbicie okołoziemskiej. Do 2010 roku na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przeprowadzono 20 eksperymentów wzrostu roślin.
kilka eksperymentów koncentrowało się na tym, jak wzrost i dystrybucja roślin porównuje się w mikro-grawitacji, warunkach kosmicznych i warunkach ziemskich. Umożliwia to naukowcom zbadanie, czy pewne wzorce wzrostu roślin są wrodzone,czy są napędzane przez środowisko. Na przykład Allan H. Brown badał ruchy sadzonek na pokładzie promu kosmicznego Columbia w 1983 roku. Podczas pobytu na orbicie zarejestrowano ruchy sadzonek słonecznika. Zauważyli, że sadzonki nadal doświadczały rotacyjnego wzrostu i okrążenia pomimo braku grawitacji, pokazując, że te zachowania są instynktowne.
inne eksperymenty wykazały, że rośliny mają zdolność do wykazywania grawitropizmu, nawet w warunkach niskiej grawitacji. Na przykład europejski Modułowy system uprawy ESA umożliwia eksperymentowanie ze wzrostem roślin; działając jako miniaturowa szklarnia, naukowcy na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mogą badać, jak rośliny reagują w Warunkach zmiennej grawitacji.Eksperyment Gravi-1 (2008) wykorzystał EMCS do badania wzrostu sadzonek soczewicy i ruchu amyloplastów na szlakach zależnych od wapnia. Wyniki tego eksperymentu wykazały, że rośliny były w stanie wyczuć kierunek grawitacji nawet przy bardzo niskich poziomach. Późniejszy eksperyment z EMCS umieścił 768 sadzonek soczewicy w wirówce, aby stymulować różne zmiany grawitacyjne; ten eksperyment, Gravi-2 (2014), wykazał, że rośliny zmieniają wapń sygnalizując wzrost korzeni podczas uprawy na kilku poziomach grawitacji.
wiele eksperymentów ma bardziej uogólnione podejście do obserwacji ogólnych wzorców wzrostu roślin w przeciwieństwie do jednego konkretnego zachowania wzrostu. Jeden z takich eksperymentów Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej, na przykład, wykazał, że białe sadzonki świerka rosły inaczej w antygrawitacyjnym środowisku kosmicznym w porównaniu z sadzonkami związanymi z ziemią; sadzonki kosmiczne wykazywały zwiększony wzrost z pędów i igieł, a także miały randomizowany rozkład amyloplastów w porównaniu z grupą kontrolną związaną z ziemią.
wczesne próby
pierwszymi organizmami w kosmosie były „specjalnie opracowane szczepy nasion” wystrzelone na odległość 134 km (83 mi) 9 lipca 1946 na rakiecie V-2 wystrzelonej przez USA. Próbki te nie zostały odzyskane. Pierwszymi nasionami wystrzelonymi w kosmos i pomyślnie odzyskanymi były nasiona kukurydzy wystrzelone 30 lipca 1946 roku. Wkrótce potem żyto i bawełna. Te wczesne suborbitalne eksperymenty biologiczne były obsługiwane przez Uniwersytet Harvarda i Naval Research Laboratory i dotyczyły ekspozycji na promieniowanie na żywą tkankę. W 1971 roku 500 nasion drzew (Sosna Loblolly, Jawor, Sweetgum, sekwoja i Daglezja) oblatano wokół Księżyca Apollo 14. Te księżycowe drzewa były sadzone i uprawiane z kontrolami na Ziemi, gdzie nie wykryto żadnych zmian.
Stacja Kosmiczna eraEdit
w 1982 roku załoga radzieckiej stacji kosmicznej Salyut 7 przeprowadziła eksperyment, przygotowany przez litewskich naukowców (alfonsas Merkys i inni) i wyhodowała kilka Arabidopsis przy użyciu fiton-3 eksperymentalne urządzenie mikro-szklarniowe, stając się w ten sposób pierwszymi roślinami kwitnącymi i produkować nasiona w przestrzeni. Eksperyment Skylab badał wpływ grawitacji i światła na rośliny ryżu. Kosmiczna szklarnia SVET-2 z powodzeniem osiągnęła wzrost nasion w 1997 roku na pokładzie stacji kosmicznej Mir. Bion 5 niósł Daucus carota, a Bion 7 kukurydzę (aka kukurydza).
na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej kontynuowano badania roślin. Na ISS Expedition 4 zastosowano system produkcji biomasy. System produkcji warzyw (Veggie) został później użyty na pokładzie ISS. Rośliny testowane w warzywach przed wylotem w kosmos to sałata, boćwina, rzodkiewka, kapusta pekińska i groch. Czerwona sałata rzymska była uprawiana w kosmosie na ekspedycji 40, która została zebrana, gdy dojrzała, zamrożona i przetestowana na Ziemi. Członkowie ekspedycji 44 zostali pierwszymi amerykańskimi astronautami, którzy zjedli rośliny wyhodowane w kosmosie 10 sierpnia 2015 roku, kiedy zebrano ich plony Czerwonej Romy. Od 2003 roku rosyjscy kosmonauci zjadają połowę swoich plonów, a druga połowa idzie na dalsze badania. W 2012 roku na pokładzie ISS zakwitł Słonecznik pod opieką astronauty NASA Donalda Pettita. W styczniu 2016 astronauci amerykańscy ogłosili, że na pokładzie ISS zakwitła zinnia.
w 2017 roku Advanced Plant Habitat został zaprojektowany dla ISS, który był prawie samowystarczalnym systemem wzrostu roślin dla tej stacji kosmicznej na niskiej orbicie okołoziemskiej. System jest instalowany równolegle z innym systemem uprawianym na pokładzie stacji, VEGGIE, a główną różnicą w tym systemie jest to, że APH jest zaprojektowany tak, aby wymagał mniej konserwacji przez ludzi. APH jest wspierany przez Plant Habitat Avionics Real-Time Manager. Niektóre rośliny, które miały być badane w APH, to pszenica karłowata i Arabidopsis. W grudniu 2017 r. do ISS dostarczono setki nasion w celu wzrostu w systemie wegetariańskim.
w 2018 roku eksperyment Veggie-3 na ISS został przetestowany z poduszkami roślinnymi i matami korzeniowymi. Jednym z celów jest uprawa żywności przeznaczonej do spożycia przez załogę. Uprawiane w tym czasie rośliny to kapusta, sałata i mizuna. W 2018 r.przetestowano system dostarczania składników odżywczych w mikrograwitacji.
w grudniu 2018 roku Niemieckie Centrum Kosmiczne wystrzeliło satelitę EuCROPIS na niską orbitę okołoziemską. Misja ta obejmuje dwie szklarnie przeznaczone do uprawy pomidorów pod symulowaną grawitacją najpierw Księżyca, a następnie Marsa (po 6 miesięcy), wykorzystując produkty uboczne ludzkiej obecności w kosmosie jako źródło składników odżywczych.
na ISS w latach 2013-2017 przeprowadzono serię eksperymentów dotyczących wzrostu sadzonek w celu zbadania mechanizmów tropizmów i komórki / cyklu. Eksperymenty te obejmowały również wykorzystanie modelowej rośliny Arabidopsis thaliana i były wynikiem współpracy NASA (John Z. Kiss jako PI) i ESA (F. Javier Medina jako PI).
30 listopada 2020 roku astronauci na pokładzie ISS zebrali pierwsze zbiory rzodkiewek uprawianych na stacji. Łącznie zebrano i przygotowano 20 roślin do transportu z powrotem na Ziemię. Obecnie planuje się powtórzyć eksperyment i wyhodować drugą partię.
powierzchnia Księżyca – od 2019edytuj
lądownik księżycowy Chang ’ E 4 w styczniu 2019 r.nosił 3 kg (6,6 funta) zamkniętej „biosfery” z nasionami i jajami owadów, aby sprawdzić, czy rośliny i owady mogą się wylęgać i rosnąć razem w synergii. Eksperyment obejmował nasiona ziemniaków, pomidorów i Arabidopsis thaliana (roślina kwitnąca), a także jaja jedwabników. Stały się one pierwszymi roślinami uprawianymi na Księżycu. Systemy środowiskowe będą utrzymywać Pojemnik gościnny i podobny do Ziemi, z wyjątkiem niskiej grawitacji Księżyca. Jeśli wylęgną się jaja, larwy wytwarzają dwutlenek węgla, podczas gdy kiełkujące rośliny uwalniają tlen poprzez fotosyntezę. Mamy nadzieję, że razem rośliny i jedwabniki mogą stworzyć prostą synergię w pojemniku. Miniaturowy aparat sfotografuje każdy wzrost. Eksperyment biologiczny został zaprojektowany przez 28 chińskich uniwersytetów.