การเปิดตัวภารกิจ Artemis 1 ของ NASA ไปยังดวงจันทร์ในเดือนพฤศจิกายนถือเป็นอีกก้าวหนึ่งในการเดินทางที่วันหนึ่งจะนำมนุษย์ไปเยือนดาวอังคารซึ่งเป็นดาวเคราะห์เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเรา ในที่สุด ภารกิจของมนุษย์จะตามมาด้วยยานอวกาศหุ่นยนต์หลายลำ ซึ่งล่าสุดคือการลงจอดของยานสำรวจเปอร์เซเวอแรนซ์บนดาวเคราะห์สีแดงในเดือนกุมภาพันธ์ 2021 สำหรับการเดินทางของมนุษย์ไปยังดาวอังคาร มีปัญหาทางเทคโนโลยีมากมายที่ต้องแก้ไข ประเด็นสำคัญได้แก่ เป็นการป้องกันรังสีดวงอาทิตย์และสุขภาพของลูกเรือ รวมถึงวิธีที่ดีที่สุดในการจัดหาอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการ ประเด็นสำคัญและความท้าทายสำหรับผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากที่กำลังศึกษาประเด็นหลังคือวิธีหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องที่แฝงอยู่ซึ่งเกิดจากการบริโภคอาหารแห้งแช่แข็งอย่างต่อเนื่อง ความพร้อมของอาหารสดจะเป็นประโยชน์อย่างมากต่อสุขภาพและจิตใจ และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องปลูกและเก็บเกี่ยวพืชระหว่างทาง ในบทความนี้ ผู้เขียนทบทวนข้อมูลและงานวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับโภชนาการ ประโยชน์ทางการแพทย์และจิตใจ และวิธีการที่เป็นไปได้ในการปลูกพืชในห้วงอวกาศ
จากข้อมูลของ NASA อันตรายหลัก XNUMX ประการปรากฏขึ้นระหว่างการบินในอวกาศเป็นเวลานาน: การแผ่รังสีในอวกาศ ความโดดเดี่ยวและการกักขัง ระยะห่างจากโลก แรงโน้มถ่วงต่ำ และสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรและปิดของยานอวกาศ พืชที่มีชีวิตและอาหารที่ปลูกใหม่สามารถมีบทบาทสำคัญในการสนับสนุน XNUMX ประการ ได้แก่ โภชนาการ ความต้องการทางการแพทย์ และจิตวิทยาของลูกเรือ
โภชนาการ
ความสมดุลทางโภชนาการของอาหารที่จัดหาให้สำหรับภารกิจในอวกาศจะต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับลูกเรือเพื่อให้มีสุขภาพที่ดีตลอดการเดินทางที่ยาวนาน
ความสมดุลทางโภชนาการของอาหารที่จัดหาให้สำหรับภารกิจในอวกาศจะต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับลูกเรือเพื่อให้มีสุขภาพที่ดีตลอดการเดินทางที่ยาวนาน เนื่องจากการส่งเสบียงจากโลกจะเป็นเรื่องยาก การกำหนดอาหารที่เหมาะสมและรูปแบบที่แน่นอนจึงเป็นเป้าหมายที่สำคัญ
การหลีกเลี่ยงการขาดสารอาหารที่จำเป็นถือเป็นความท้าทายที่ชัดเจนที่สุด และ NASA ได้ศึกษาความต้องการทางโภชนาการโดยละเอียดแล้ว อย่างไรก็ตาม 'ระบบ' ของอาหารอวกาศส่วนใหญ่ในปัจจุบันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าบกพร่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเก็บรักษาอาหารเป็นเวลานานทำให้วิตามิน A, B1, B6 และ C เสื่อมสภาพ
การลดน้ำหนักเฉลี่ยสะสมสำหรับนักบินอวกาศคือ 2.4 เปอร์เซ็นต์ต่อ 100 วันในสภาวะไร้น้ำหนัก แม้จะมีมาตรการตอบโต้การออกกำลังกายแบบต้านแรงต้านที่เข้มงวดก็ตาม นักบินอวกาศยังได้รับการแสดงให้ประสบกับภาวะขาดสารอาหารในโพแทสเซียม แคลเซียม วิตามินดี และวิตามินเค เนื่องจากอาหารที่จัดหาให้ไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการที่ได้รับในแต่ละวัน
พืชมีวิตามินและแร่ธาตุตามธรรมชาติ และการบริโภคอาหารสดทันทีจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาในการจัดเก็บ การบริโภคพวกมันจึงเป็นอาหารเสริมที่ยอดเยี่ยมสำหรับอาหารแห้งเยือกแข็ง
นักบินอวกาศสก็อตต์ เคลลี ดูแลรักษาดอกบานชื่นในอวกาศที่กำลังจะตายบนสถานีอวกาศนานาชาติให้กลับมามีสุขภาพแข็งแรง เขาถ่ายภาพช่อดอกไม้ในโดมแก้วโดยมีฉากหลังเป็นโลก และแชร์ภาพในวันวาเลนไทน์ในปี 2016 บน Instagram ของเขา
ยา
นอกจากวิตามินและแร่ธาตุแล้ว พืชยังสังเคราะห์สารทุติยภูมิต่างๆ มากมาย สารเหล่านี้อาจช่วยป้องกันปัญหาสุขภาพได้อย่างดี ตัวอย่างเช่น โฟเลตมีส่วนในการซ่อมแซม DNA แต่เป็นไปตามข้อกำหนดเพียง 64 เปอร์เซ็นต์ของวันที่บิน เนื่องจากเทโลเมียร์ซึ่งเป็นส่วนปลายของโครโมโซมได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในระหว่างการเดินทางไกล การเสริมโฟเลตผ่านพืชสดสามารถช่วยลดความชราทางพันธุกรรมและการเกิดมะเร็งได้
ในบรรดาตัวอย่างอื่นๆ ผักที่อุดมด้วยแคโรทีนอยด์สามารถป้องกันการบิดเบี้ยวของดวงตาที่เกิดจากสภาวะไร้น้ำหนัก ในขณะที่อาหารพลัมแห้งสามารถช่วยป้องกันการสูญเสียมวลกระดูกที่เกิดจากรังสี พืชหลายชนิดมีสารต้านอนุมูลอิสระที่สามารถช่วยปกป้อง DNA ของมนุษย์จากการกลายพันธุ์ที่เกิดจากรังสี อย่างไรก็ตาม การรับประทานอาหารที่มีพืชเป็นส่วนประกอบหลักนั้นไม่เพียงพอ จึงต้องมีการพัฒนาวิธีการอื่นๆ เพื่อปกป้องนักบินอวกาศจากรังสี
จิตวิทยา
นอกจากวิตามินและแร่ธาตุแล้ว พืชยังสังเคราะห์สารทุติยภูมิต่างๆ มากมาย
เนื่องจากความโดดเดี่ยวและระยะทางจะสร้างความเครียดอย่างมากต่อสุขภาพจิตของนักบินอวกาศ มื้ออาหารจึงเป็นหนึ่งในช่วงเวลาที่สำคัญที่สุดในการทำให้อารมณ์แจ่มใสขึ้น การกินอาหารแห้งทุกมื้อสร้างความเมื่อยล้าจากเมนู และนักบินอวกาศมักจะกินน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไป การกินอาหารสดสามารถลดความเมื่อยล้านี้ได้ไม่น้อยไปกว่าการให้รูปแบบและเนื้อสัมผัสที่หลากหลาย
อีกกิจกรรมที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพจิตของลูกเรือคือการทำสวน การปลูกพืชได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างมาก เนื่องจากสามารถให้นักบินอวกาศรู้สึกเหมือนได้เดินทางกับชิ้นส่วนของโลก งานวิจัยบางชิ้นได้พยายามหาพืชที่มีผลทางจิตวิทยาที่เป็นประโยชน์มากที่สุด เนื่องจากอาจเป็นปัจจัยที่สำคัญมากสำหรับสุขภาพจิตของลูกเรือ ตัวอย่างเช่น สตรอเบอร์รี่อาจปรับปรุงการตอบสนองทางจิตวิทยาในเชิงบวก เช่น ความกระฉับกระเฉงและความนับถือตนเอง ลดอาการซึมเศร้าและความเครียด ในขณะที่ผักชีสามารถปรับปรุงคุณภาพการนอนหลับ
ดังนั้น การทำฟาร์มในอวกาศโดยใช้พืชเป็นหลักจึงมีความน่าสนใจในระดับโภชนาการ จิตวิทยา และการแพทย์ อย่างไรก็ตาม การขาดพื้นที่และสภาพการปลูกที่เฉพาะเจาะจงจำกัดจำนวนและทางเลือกของพืชผล
ทางเลือกของพืชที่ใช้จริงจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่ตรวจสอบและสาขาวิชา (โภชนาการ จิตวิทยา และการแพทย์) ที่ได้รับการสนับสนุน พืชบางชนิดที่มีอายุการเก็บรักษานานสามารถทำได้สะดวก เช่น ข้าวสาลีหรือมันฝรั่ง แต่มีข้อเสียที่ต้องทำให้สุกก่อนบริโภค อีกปัจจัยที่ต้องพิจารณาคือระบบการสืบพันธุ์และโหมดการผสมเกสรของพืช เนื่องจากสัตว์ (เช่น แมลง) ไม่ได้รับอนุญาตให้ขึ้นเครื่อง
มีการจัดทำรายชื่อพืชผลที่มีศักยภาพในการปลูกในอวกาศ ซึ่งบางส่วนได้รับการปลูกฝังบนยานแล้ว ผู้เขียนเลือกเกณฑ์ทางโภชนาการและพืชไร่เป็นเครื่องมือในการเลือก ดังนั้น สำหรับผลกระทบทางจิตวิทยา ค่าตั้งแต่หนึ่ง (นาที) ถึงสี่ (สูงสุด) ถูกกำหนดโดยรสชาติและรูปลักษณ์ของพืชผลหรือส่วนของพืชที่กินได้
ตารางพืชผลต่างๆ ที่มีลักษณะทางโภชนาการ การแพทย์ พืชไร่ และจิตวิทยา ซึ่งเหมาะสำหรับภารกิจระยะยาวในอวกาศ
ปลูกพืชในยานอวกาศ
อวกาศเป็นแหล่งความเครียดหลักสองแหล่งสำหรับพืช: รังสีคอสมิกและสภาวะไร้น้ำหนัก
รังสีส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของพืชและเพิ่มความเสี่ยงของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ดังนั้น การปกป้องพืชจากรังสีจึงควรมีความสำคัญเป็นลำดับแรก ในขณะที่สามารถกักเก็บรังสีได้โดยใช้ตะกั่วและ/หรือเกราะป้องกันน้ำ สิ่งนี้แสดงถึงมวลเพิ่มเติมที่จะวางในวงโคจร ทางออกที่ดีซึ่งมาจาก Mars Base Camp (2018) ของ Lockheed Martin คือการใช้ที่เก็บเชื้อเพลิงเป็นเกราะกำบังรังสี
ในทางกลับกัน สภาวะไร้น้ำหนักไม่ได้ทำให้การเจริญเติบโตของพืชลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าอาจทำให้พืชช้าลงก็ตาม อย่างไรก็ตาม การตอบสนองของพืชแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ เนื่องจากสภาวะไร้น้ำหนักส่งผลต่อการแสดงออกของจีโนมของพืช มีการค้นพบว่าในสภาวะไร้น้ำหนัก พืชจะแสดงยีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียดมากขึ้น เช่น ยีนฮีทช็อก และเพิ่มการผลิตโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียด นอกจากนี้ยังพบว่าเมล็ดมีความเข้มข้นของสารเมแทบอไลต์ต่างกันและการงอกล่าช้า
สภาวะไร้น้ำหนักยังส่งผลต่อสภาพแวดล้อมจุลภาคของพืช เช่น การขาดการเคลื่อนไหวของบรรยากาศ ทำให้เกิดองค์ประกอบของบรรยากาศที่ผิดปกติ และความยากในการรดน้ำ (โดยมีหรือไม่มีการสนับสนุน) ไม่มีการพาอากาศในอวกาศ ดังนั้นหากสถานีปลูกไม่มีการระบายอากาศเพียงพอ ก๊าซใดๆ ที่ปล่อยออกมาจากโรงงานจะยังคงอยู่รอบๆ พื้นผิว แสดงให้เห็นว่าการสะสมก๊าซเอทิลีนรอบใบพืชส่งผลให้ใบพืชเจริญผิดปกติ ก๊าซอื่นๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีความเข้มข้นสูงในยานอวกาศ อาจเป็นอันตรายต่อพืชบางชนิดได้ ปัญหาเดียวกันนี้เกิดขึ้นสำหรับการให้น้ำพืช ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการที่ไม่ทำให้รากจมน้ำ
การตอบสนองของโรงงานต่อสภาพแวดล้อมในอวกาศนั้นยากต่อการประเมิน บางแง่มุมของสภาพแวดล้อมนั้น เช่น พื้นที่จำกัด สามารถชี้นำทางเลือกของเราไปสู่พันธุ์แคระได้ อย่างไรก็ตาม แง่มุมอื่นๆ เช่น การตอบสนองของพืชต่อสภาวะไร้น้ำหนักจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดและพันธุ์ แม้ว่าการทดลองจะต้องดำเนินต่อไป แต่มีพืชจำนวนหนึ่งที่ได้รับการทดสอบและอธิบายว่าสามารถเติบโตในอวกาศได้ และเราสามารถใช้พวกมันเป็นพื้นฐานได้
การพัฒนาห้องเพาะเลี้ยงพืชที่สามารถดำรงชีวิตได้เองซึ่งครอบคลุมความต้องการทางโภชนาการทั้งหมดของนักบินอวกาศอาจใช้เวลาหลายทศวรรษ แต่การใช้ห้องขนาดเล็กเป็นมาตรการเสริมสามารถช่วยลูกเรือที่ขาดวิตามินและสารอาหาร (ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงในอาหารบรรจุภัณฑ์) และลดความเหนื่อยล้าจากอาหาร
Mark Vande Hei, Shane Kimbrough, Thomas Pesquet, Akihiko Hoshide และ Megan McArthur จาก Space X Crew-02 กำลังถ่ายภาพเก็บเกี่ยวพริกแดงและพริกเขียวในสถานีอวกาศนานาชาติในปี 2021 สำหรับการสอบสวน Plant-Habitat 04
ระบบสนับสนุนชีวิตชีววิถี
การกินอาหารแห้งทุกมื้อสร้างความเมื่อยล้าจากเมนู และนักบินอวกาศมักจะกินน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไป
ในยานอวกาศ ห้องมีจำกัด ดังนั้นความสำเร็จของภารกิจจึงขึ้นอยู่กับระบบสร้างใหม่ซึ่งฝังอยู่ใน Life Support Systems (LSS) ซึ่งสามารถรีไซเคิลสิ่งของที่ใช้แล้วให้เป็นสิ่งที่ใช้งานได้ ระบบควบคุมสิ่งแวดล้อมและช่วยชีวิต (ECLSS) ที่ติดตั้งในสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ผลิตออกซิเจนและน้ำโดยการรีไซเคิลคาร์บอนไดออกไซด์และปัสสาวะ ระบบที่คล้ายกันนี้จำเป็นสำหรับการบินในอวกาศระยะยาว
แนวคิดของ LSS ที่สร้างใหม่ทางชีวภาพ (BLSS) ถือกำเนิดขึ้นในทศวรรษที่ 1960 เพื่อรวมการผลิตอาหารและการรีไซเคิลวัสดุเหลือใช้ (เช่น อุจจาระ) เข้ากับ ECLSS สามารถใช้ BLSS กับแบคทีเรียและสาหร่ายเพื่อรีไซเคิลไนโตรเจนในขยะมูลฝอยให้กลับมาอยู่ในรูปของไนโตรเจนอินทรีย์ที่พืชสามารถดูดซับได้ การทดลองตามหลักการดังกล่าว – Micro Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA) – ได้รับการพัฒนาและดำเนินการโดย European Space Agency ตั้งแต่ทศวรรษ 1990
อย่างไรก็ตาม เมื่อเรารวมโรงงานที่สูงขึ้นใน BLSS เราจะต้องศึกษาการรวมเข้ากับเทคโนโลยีควบคุมสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ที่มีอยู่ ซึ่งแสดงถึงความท้าทายใหม่ การกำหนดต้นทุนและความยั่งยืนของระบบการผลิตพืชอาหารขนาดเล็กเหล่านี้จะให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการพัฒนาไปสู่ BLSS ที่ใหญ่ขึ้น
แผนผังของการออกแบบหน่วยการเจริญเติบโตของพืชท่อพรุนที่สอง
การพัฒนาห้องการเจริญเติบโตของพืช
การใช้ระบบไฮโดรโปนิกส์ในการปลูกพืชเป็นสิ่งที่น่าสนใจ เนื่องจากเป็นการปลูกพืชในน้ำแทนที่จะใช้ระบบแบบดิน ประการหลังนี้เพิ่มน้ำหนักให้กับยานอวกาศและความเสี่ยงของอนุภาคที่ลอยอยู่รอบ ๆ ซึ่งเป็นสองด้านที่ทำให้เสียเปรียบ Advanced Plant Habitat (APH) ที่ติดตั้งใน ISS ได้ปลูกข้าวสาลีแคระหลากหลายชนิดแล้วโดยใช้ระบบไฮโดรโปนิกส์พร้อมระบบรดน้ำแบบท่อพรุนที่ฝังอยู่ในโมดูลรากที่มีอาร์ซิลไลท์และปุ๋ยที่ปล่อยช้า
เพื่อให้กิจกรรมพืชสวนของลูกเรือง่ายขึ้นและเพื่อให้แน่ใจว่าพืชเติบโตในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม วัฏจักรวัฒนธรรมพืชผลจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบอย่างครบถ้วนด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบตรวจสอบดังกล่าวได้รับการทดสอบในปี 2018 ในทวีปแอนตาร์กติกา การใช้ระบบอัตโนมัติบางส่วนสำหรับการปลูกพืชจะช่วยให้ลูกเรือได้รับประโยชน์จากการปรากฏตัวของพืชในยานอวกาศ (โดยการจัดการกับพวกมัน) และหลีกเลี่ยงปัญหาด้านการเกษตรที่ใช้เวลานานเกินไป แท้จริงแล้ว ห้องที่จำเป็นในการปลูกพืชนั้นยังไม่มีการกำหนดไว้อย่างแม่นยำ และการทดลองหลายครั้งในสภาพแวดล้อมที่เหมือนอวกาศ (เช่น HI-SEAS) ได้แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมนี้อาจใช้เวลานาน
การปลูกพืชได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างมาก เนื่องจากสามารถให้นักบินอวกาศรู้สึกเหมือนได้เดินทางกับชิ้นส่วนของโลก
สุดท้ายนี้ ระบบการผลิตผักของ NASA หรือ Veggie (เปิดตัวในปี 2014) ซึ่งมีพื้นที่ปลูก 0.11 ตร.ม. เป็นตัวอย่างที่ดีของหน่วยการเจริญเติบโตของพืชที่สามารถใช้กับยานอวกาศได้ เนื่องจากได้รับการทดสอบแล้วบน สถานีอวกาศนานาชาติ ในแง่ของความต้องการแสง LED ใช้กับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสองแบบ: สีแดง (630 นาโนเมตร) และสีน้ำเงิน (455 นาโนเมตร) เนื่องจากพืชจะเติบโตอย่างมีประสิทธิภาพภายใต้ความยาวคลื่นเหล่านี้ อาจจำเป็นต้องใช้ไฟ LED สีเขียวเพื่อให้พืชมีสีตามธรรมชาติ ซึ่งจะทำให้การระบุโรคทำได้ง่ายขึ้นและช่วยเตือนลูกเรือของโลก
Mizuna (กะหล่ำปลีญี่ปุ่น) ผักกาดโรเมนแดง และ Tokyo bekana (ผักกาดขาวปลี) ที่ปลูกในหน่วย Veggie ใน ISS
สภาพอวกาศสร้างความเครียดให้กับทั้งมนุษย์และพืช ดังนั้นการออกแบบให้พืชสามารถเติบโตในยานอวกาศและช่วยบรรเทาความเครียดบางอย่างที่นักบินอวกาศประสบอยู่ในขณะนี้กำลังอยู่ในระหว่างการศึกษา
มีการระบุยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความเครียดของพืช แต่เพื่อลดหรือบรรเทาผลกระทบเหล่านั้น นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนการแสดงออกของยีนที่มีอยู่หรือเพิ่มยีนที่ปรับตัวเข้ากับอวกาศเข้าไปในจีโนม ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้การตัดต่อยีน และยีนของผู้สมัครบางตัวได้รับการระบุและศึกษาอย่างเฉพาะเจาะจงแล้ว ตัวอย่างเช่น ARG1 (Altered Response to Gravity 1) ซึ่งเป็นยีนที่ทราบว่าส่งผลต่อการตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในพืชบนโลก มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีน 127 ยีนที่เกี่ยวข้องกับการปรับตัวของยานอวกาศ ยีนส่วนใหญ่ที่เปลี่ยนแปลงในการแสดงออกในการบินอวกาศนั้นขึ้นอยู่กับ Arg1 ซึ่งบ่งชี้ว่ามีบทบาทสำคัญสำหรับยีนนั้นในการปรับตัวทางสรีรวิทยาของเซลล์ที่ไม่แตกต่างกับการบินในอวกาศ HsfA2 (Heat Shock Factor A2) มีผลอย่างมากต่อการปรับตัวของยานอวกาศ เช่น ผ่านการสังเคราะห์แป้ง วัตถุประสงค์คือเพื่อทำให้ยีนที่ทำให้เกิดความเครียดบกพร่องและส่งเสริมยีนที่เป็นประโยชน์
ยีนอื่นๆ ที่เรียกว่ายีนปรับตัวในอวกาศ เช่น ยีนที่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสี เปอร์คลอเรต ความแคระแกร็น และอุณหภูมิที่เย็นจัด เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การศึกษา เนื่องจากยีนเหล่านี้จะช่วยให้พืชต้านทานสภาวะที่รุนแรงในอวกาศได้ ตัวอย่างเช่น จุลินทรีย์ที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีน้ำเกลือสูงมียีนต้านทานรังสียูวีและต้านทานเปอร์คลอเรต พันธุ์แคระหลายพันธุ์ (เช่น ข้าวสาลี) ได้รับการเพาะปลูกบนสถานีอวกาศนานาชาติแล้ว และมะเขือเทศเชอรี่แคระ 'เรดโรบิน' อาจปลูกในสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทดลอง Veg-05 ของ NASA
เรายังสามารถออกแบบพืชเพื่อสุขภาพของนักบินอวกาศได้อีกด้วย การส่งเสริมการสะสมของสารประกอบที่เป็นประโยชน์ การปลูกพืชที่กินได้ทั้งตัวเพื่อลดของเสีย หรือการออกแบบพืชเพื่อผลิตยาเพื่อป้องกันผลข้างเคียงของอวกาศที่มีต่อนักบินอวกาศคือวิธีที่เป็นไปได้ในการทำให้พืชมีประโยชน์ต่อลูกเรือ
มีการใช้กลยุทธ์พืชกินได้ทั้งตัวและยอด (WBEEP) กับพืชมันฝรั่ง ทำให้ลำต้นและใบมันฝรั่งกินได้โดยการขจัดโซลานีนออกจากพวกมัน เพื่อยับยั้งการผลิต ยีนที่ผลิตจะถูกทำให้เงียบหรือกลายพันธุ์โดยการแก้ไขยีน การสร้างมันฝรั่ง WBEEP นี้มีข้อได้เปรียบเนื่องจากเป็นพืชที่ปลูกง่ายซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ดีและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถเติบโตได้ในสภาวะที่ยากลำบากเช่นในอวกาศ พืชยังได้รับการเสริมสร้างเพื่อตอบสนองความต้องการสารอาหารของร่างกายมนุษย์อย่างเต็มที่
รังสีส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของพืชและเพิ่มความเสี่ยงของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ดังนั้น การปกป้องพืชจากรังสีจึงควรมีความสำคัญเป็นลำดับแรก
หนึ่งในประเด็นหลักสำหรับสุขภาพของนักบินอวกาศในภาวะไร้น้ำหนักคือการสูญเสียความหนาแน่นของกระดูก กระดูกของเรามีความสมดุลอย่างต่อเนื่องระหว่างการเจริญเติบโตและการสลาย ทำให้กระดูกสามารถตอบสนองต่อการบาดเจ็บหรือการเปลี่ยนแปลงในการออกกำลังกายได้ การใช้เวลาในสภาวะไร้น้ำหนักจะรบกวนสมดุลนี้ ทำให้กระดูกเกิดการสลาย ดังนั้นนักบินอวกาศจึงสูญเสียมวลกระดูก สามารถรักษาได้ด้วยยาที่เรียกว่าพาราไธรอยด์ฮอร์โมนหรือ PTH แต่ต้องฉีดเป็นประจำและมีอายุการเก็บรักษาสั้นมาก ซึ่งเป็นปัญหาสำหรับการบินในอวกาศเป็นเวลานาน ดังนั้น ผักกาดดัดแปรพันธุกรรมที่ผลิต PTH จึงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม
การออกแบบพืชที่สามารถเติบโตในอวกาศและเป็นประโยชน์สำหรับนักบินอวกาศยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัย อย่างไรก็ตาม โอกาสของมันมีแนวโน้มที่ดีและกำลังได้รับการศึกษาโดยหน่วยงานด้านอวกาศรายใหญ่ทั้งหมด การสร้างห้องการเจริญเติบโตของพืชในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยของอวกาศยังคงต้องทำงาน หนึ่งในความท้าทายคือการเพิ่มส่วนกำเนิดทางชีวภาพของ BLSS ให้กับ LSS ที่มีอยู่แล้ว ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือความต้องการพืชผลที่ดีกว่าที่จะปลูกบนเรือเพื่อให้ทนทานต่อสภาพพื้นที่และให้ผลผลิตสูง แต่ด้วยการแพร่กระจายของความรู้ในการปรับปรุงพันธุ์พืช การตัดต่อยีนในพืชที่เลือกจะช่วยให้สามารถปรับให้เข้ากับสภาพพื้นที่และตรงกับความต้องการทางโภชนาการและสุขภาพของลูกเรือ
แหล่งที่มา: https://room.eu.com