En la década de 2010 hubo un mayor deseo de misiones espaciales a largo plazo, para la producción de plantas basadas en el espacio como alimento para astronautas. Un ejemplo de ello es la producción de vegetales en la Estación Espacial Internacional en órbita terrestre. Para el año 2010, se habían llevado a cabo 20 experimentos de crecimiento de plantas a bordo de la Estación Espacial Internacional.
Varios experimentos se han centrado en cómo se compara el crecimiento y la distribución de las plantas en condiciones espaciales de microgravedad con las condiciones de la Tierra. Esto permite a los científicos explorar si ciertos patrones de crecimiento de las plantas son innatos o están impulsados por el medio ambiente. Por ejemplo, Allan H. Brown probó movimientos de plántulas a bordo del Transbordador Espacial Columbia en 1983. Se registraron movimientos de plántulas de girasol mientras estaban en órbita. Observaron que las plántulas aún experimentaban crecimiento rotatorio y circunvalación a pesar de la falta de gravedad, mostrando que estos comportamientos son instintivos.
Otros experimentos han encontrado que las plantas tienen la capacidad de exhibir gravitropismo, incluso en condiciones de baja gravedad. Por ejemplo, el Sistema de Cultivo Modular Europeo de la ESA permite experimentar con el crecimiento de las plantas; actuando como un invernadero en miniatura, los científicos a bordo de la Estación Espacial Internacional pueden investigar cómo reaccionan las plantas en condiciones de gravedad variable.El experimento Gravi-1 (2008) utilizó el EMCS para estudiar el crecimiento de las plántulas de lentejas y el movimiento de los amiloplastos en las vías dependientes del calcio. Los resultados de este experimento encontraron que las plantas eran capaces de sentir la dirección de la gravedad incluso a niveles muy bajos. Un experimento posterior con el EMCS colocó 768 plántulas de lentejas en una centrífuga para estimular varios cambios gravitacionales; este experimento, Gravi-2 (2014), mostró que las plantas cambian la señalización de calcio hacia el crecimiento de las raíces mientras se cultivan en varios niveles de gravedad.
Muchos experimentos tienen un enfoque más generalizado en la observación de patrones de crecimiento general de las plantas en lugar de un comportamiento de crecimiento específico. Uno de esos experimentos de la Agencia Espacial del Canadá, por ejemplo, determinó que las plántulas de abeto blanco crecían de manera diferente en el entorno espacial antigravedad en comparación con las plántulas terrestres; las plántulas espaciales presentaban un mayor crecimiento a partir de los brotes y las agujas, y también tenían una distribución aleatoria de amiloplastos en comparación con el grupo de control terrestre.
Esfuerzos tempranoseditar
Los primeros organismos en el espacio fueron «cepas de semillas especialmente desarrolladas» lanzadas a 134 km (83 millas) el 9 de julio de 1946 en un cohete V-2 lanzado por los Estados Unidos. Estas muestras no se recuperaron. Las primeras semillas lanzadas al espacio y recuperadas con éxito fueron semillas de maíz lanzadas el 30 de julio de 1946. Pronto siguió el centeno y el algodón. Estos primeros experimentos biológicos suborbitales fueron manejados por la Universidad de Harvard y el Laboratorio de Investigación Naval y se referían a la exposición a la radiación en tejidos vivos. En 1971, 500 semillas de árboles (pino Loblolly, Sicómoro, Dulce, Secuoya y abeto Douglas) volaron alrededor de la Luna en el Apolo 14. Estos árboles Lunares se plantaron y crecieron con controles en la Tierra donde no se detectaron cambios.
Estación espacial eraEdit
En 1982, la tripulación de la estación espacial soviética Salyut 7 realizó un experimento, preparado por científicos lituanos (Alfonsas Merkys y otros), y cultivó un poco de Arabidopsis usando Fiton-3 aparato experimental de micro-invernadero, convirtiéndose así en las primeras plantas en florecer y produce semillas en el espacio. Un experimento de Skylab estudió los efectos de la gravedad y la luz en las plantas de arroz. El Invernadero espacial SVET-2 logró con éxito el crecimiento de plantas de semilla a semilla en 1997 a bordo de la estación espacial Mir. Bion 5 llevaba Daucus carota y Bion 7 llevaba maíz (también conocido como maíz).
La investigación de plantas continuó en la Estación Espacial Internacional. El Sistema de Producción de Biomasa se utilizó en la Expedición 4 de la ISS. El Sistema de Producción de Vegetales (Veggie) se utilizó más tarde a bordo de la ISS. Las plantas probadas en vegetales antes de ir al espacio incluyeron lechuga, acelgas, rábanos, col china y guisantes. La lechuga romana roja se cultivó en el espacio en la Expedición 40, que se cosechó cuando estaba madura, se congeló y se probó en la Tierra. Los miembros de la Expedición 44 se convirtieron en los primeros astronautas estadounidenses en comer plantas cultivadas en el espacio el 10 de agosto de 2015, cuando se cosechó su cosecha de Red Romaine. Desde 2003, los cosmonautas rusos han estado comiendo la mitad de su cosecha, mientras que la otra mitad se dedica a investigaciones adicionales. En 2012, un girasol floreció a bordo de la Estación Espacial Internacional bajo el cuidado del astronauta de la NASA Donald Pettit. En enero de 2016, astronautas estadounidenses anunciaron que un zinnia había florecido a bordo de la ISS.
En 2017, el Hábitat Vegetal Avanzado se diseñó para la ISS, que era un sistema de crecimiento vegetal casi autosostenible para esa estación espacial en órbita terrestre baja. El sistema se instala en paralelo con otro sistema de cultivo de plantas a bordo de la estación, VEGGIE, y una diferencia importante con ese sistema es que APH está diseñado para que los humanos necesiten menos mantenimiento. APH es compatible con el Administrador de Aviónica de Hábitat Vegetal en Tiempo Real. Algunas plantas que iban a ser probadas en APH incluyen Trigo Enano y Arabidopsis. En diciembre de 2017, se entregaron cientos de semillas a la ISS para su crecimiento en el sistema vegetariano.
En 2018, el experimento Veggie-3 en la ISS, se probó con almohadas para plantas y esteras para raíces. Uno de los objetivos es cultivar alimentos para el consumo de la tripulación. Los cultivos probados en este momento incluyen repollo, lechuga y mizuna. En 2018, se probó el sistema de estanques para la entrega de nutrientes en microgravedad.
En diciembre de 2018, el Centro Aeroespacial Alemán lanzó el satélite EuCROPIS a una órbita terrestre baja. Esta misión lleva dos invernaderos destinados a cultivar tomates bajo gravedad simulada primero de la Luna y luego de Marte (6 meses cada uno) utilizando subproductos de la presencia humana en el espacio como fuente de nutrientes.
La serie de experimentos de Crecimiento de Plántulas para estudiar los mecanismos de los tropismos y la célula / ciclo se realizaron en la ISS entre 2013 y 2017. Estos experimentos también involucraron el uso de la planta modelo Arabidopsis thaliana, y fueron una colaboración entre la NASA (John Z. Kiss como investigador principal) y la ESA (F. Javier Medina como investigador principal).
El 30 de noviembre de 2020, astronautas a bordo de la ISS recolectaron la primera cosecha de rábanos cultivados en la estación. Un total de 20 plantas fueron recolectadas y preparadas para su transporte de regreso a la Tierra. Actualmente hay planes para repetir el experimento y cultivar un segundo lote.
Superficie lunar: a partir de 2019editar
El módulo de aterrizaje lunar Chang’e 4 en enero de 2019, llevaba una «biosfera» sellada de 3 kg (6,6 lb) con semillas y huevos de insectos para probar si las plantas y los insectos podrían eclosionar y crecer juntos en sinergia. El experimento incluyó semillas de papas, tomates y Arabidopsis thaliana (una planta con flores), así como huevos de gusanos de seda. Estas se convirtieron en las primeras plantas cultivadas en la Luna. Los sistemas ambientales mantendrán el contenedor hospitalario y parecido a la Tierra, excepto por la baja gravedad lunar. Si los huevos eclosionan, las larvas producirían dióxido de carbono, mientras que las plantas germinadas liberarían oxígeno a través de la fotosíntesis. Se espera que, juntas, las plantas y los gusanos de seda puedan establecer una sinergia simple dentro del contenedor. Una cámara en miniatura fotografiará cualquier crecimiento. El experimento biológico fue diseñado por 28 universidades chinas.