ایالات متحده - خبرگزاری اخباری
کشاورزی فضایی آینده: پسماند انسانی میتواند کلید رشد غذا در ماه و مریخ باشد
با گسترش جاهطلبیهای بشریت در اکتشافات فضایی، چالشی اساسی مطرح میشود: چگونه میتوان منبع غذایی پایدار برای ساکنان آینده اجرام آسمانی دوردست مانند ماه و مریخ فراهم کرد. شرایط سخت و نامساعد این دنیاها، که با خاکهای پرتوزا و فقدان یا نازکی جو مشخص میشوند، مانع قابل توجهی برای کشاورزی متعارف ایجاد میکنند. در پاسخ، دانشمندان به راهحلهای نوآورانه و غیرمتعارف روی میآورند، که بازیافت پسماندهای انسانی به عنوان یک مسیر امیدوارکننده به طور خاص برجسته است.
مفهوم پرورش گیاهان در محیطهای شدید با استفاده از منابع محدود، مدتهاست که تخیل عمومی را به خود جلب کرده است، همانطور که در فیلمهای علمی تخیلی مانند "مریخی" به طور مؤثر به تصویر کشیده شده است. این ایده به طور فزایندهای در حال یافتن مبنای واقعی در علم است. آزمایشهای اولیه که توسط مرکز بینالمللی سیبزمینی و ناسا انجام شده است، امکان پرورش سیبزمینی با استفاده از فاضلاب انسانی را نشان داده است. با این حال، تحقیقات اخیر این مفهوم را بیشتر پیش میبرد. تیمی به رهبری هریسون کوکر از دانشگاه تگزاس A&M، با همکاری ناسا، در حال بررسی تعاملات پیچیده بین محصولات پسماند انسانی فرآوری شده و رگولیت شبیهسازی شده ماه و مریخ (خاک) است.
Read Also
این تلاشهای پیشگامانه بر روی آنچه که به عنوان سیستمهای زیستی بازیافتی پشتیبانی از زندگی (Bioregenerative Life Support Systems - BLiSS) شناخته میشود، متمرکز است. این فناوریهای BLiSS که توسط محققان در مرکز فضایی کندی ناسا هدایت میشوند، شامل بیوراکتورها و فیلترهایی هستند که برای تبدیل شکل فرآوری شده پسماند انسانی به محلولی غنی از مواد مغذی طراحی شدهاند. این محلول عناصر ضروری مورد نیاز گیاهان برای رشد را فراهم میکند. پیامدهای این امر برای سکونتگاههای انسانی آینده در ماه و مریخ عمیق است، زیرا خود انسانها منبعی آسان و مداوم از مواد زائد مورد نیاز را فراهم خواهند کرد. با ماموریتهای قریبالوقوع آرتمیس که راه را برای کاوشهای جدید قمری هموار میکنند، مسئله تولید غذا به سرعت در اولویت سکونت طولانی مدت فرازمینی قرار میگیرد.
کوکر، نویسنده اصلی مطالعهای که این سیستمها را شرح میدهد، اظهار داشت: "در پایگاههای ماه و مریخ، پسماندهای آلی کلید تولید خاک سالم و پربار خواهند بود." "با هوازدگی خاکهای شبیهسازی شده از ماه و مریخ با جریانهای پسماند آلی، مشخص شد که بسیاری از مواد مغذی ضروری گیاهی را میتوان از مواد معدنی سطحی برداشت کرد." این امر نشاندهنده تغییر پارادایم در نحوه نگرش ما به پسماند است – تبدیل آن از یک مشکل دفع به منبعی ارزشمند برای پشتیبانی از زندگی.
زندگی گیاهی روی زمین به یک کوکتل پیچیده از مواد مغذی، از جمله نیتروژن، پتاسیم و فسفر، علاوه بر آب، متکی است. رگولیت یافت شده در ماه و مریخ، اگرچه حاوی مواد معدنی مانند اکسید آهن، دیاکسید سیلیکون و منیزیم است، اما به شدت پرتوزا نیز هست و در مورد مریخ، حاوی پرکلراتهای سمی است. این باعث میشود این خاکها ذاتاً با رشد گیاه خصمانه باشند. بنابراین، غنیسازی این خاکهای فرازمینی یک گام حیاتی است، و تحقیقات نشان میدهد که پسماندهای انسانی فرآوری شده میتوانند بسیاری از عناصر مورد نیاز را تأمین کنند.
اولین مرحله ایجاد پایگاههای انسانی احتمالاً نیازمند وارد کردن آذوقه و سیستمهای مدیریت پسماند از زمین خواهد بود. متعاقباً، تلاش قابل توجهی برای اصلاح رگولیت محلی برای حمایت از کشاورزی لازم خواهد بود. این تلاش نیازمند زمان و منابع قابل توجهی خواهد بود، علاوه بر وظایف بیشمار دیگر مربوط به اکتشاف و ساخت زیستگاه. در حالی که روشهای جایگزین مانند هیدروپونیک به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفتهاند، آنها اغلب به مقادیر زیادی آب و غلظت بالای مواد مغذی نیاز دارند و چالشهای لجستیکی خاص خود را برای سکونتگاههای دورافتاده ایجاد میکنند. ارسال تدارکات از زمین، به ویژه برای غذا، برای پایداری طولانی مدت به طور نامتناسبی گران و زمانبر است.
تحقیقات انجام شده در مرکز فضایی کندی ناسا، با استفاده از گلخانه شبیهسازی شده ماه، شواهد بیشتری از این پتانسیل ارائه کرده است. در آزمایشهای انجام شده توسط کوکر و همکارانش در ناسا، پساب BLiSS با رگولیت شبیهسازی شده ماه یا مریخ مخلوط شد. پس از دوره 24 ساعته هم زدن، مخلوط هوازدگی قابل توجهی در رگولیت نشان داد. به طور حیاتی، شبیهسازهای هوازده شده مقادیر قابل توجهی از مواد مغذی ضروری گیاهان، از جمله گوگرد، کلسیم و منیزیم را در هنگام تعامل با آب و محلولهای BLiSS آزاد کردند. تجزیه و تحلیل میکروسکوپی تغییرات فیزیکی را در ذرات شبیهسازی شده، مانند تشکیل گودالهای کوچک و پوشش ذرات با نانوذرات، آشکار کرد. این تغییرات باعث کاهش خاصیت سایندگی ذرات معدنی شد و نشاندهنده یک گام موفق به سمت ایجاد مادهای شبیه به خاک که قادر به حمایت از زندگی گیاهی است.
Related News
در حالی که نتایج اولیه بسیار امیدوارکننده هستند، محققان تأکید میکنند که مرحله حیاتی بعدی شامل آزمایش این فرآیندها با نمونههای واقعی رگولیت ماه و مریخ است که دارای ویژگیهای منحصر به فردی در مقایسه با شبیهسازهای مورد استفاده تا کنون هستند. با این وجود، این تحقیق بینشهای حیاتی را در مورد یک استراتژی پایدار برای حمایت از مستعمرات انسانی در فضا ارائه میدهد. ممکن است خیلی طول نکشد تا فضانوردان در ماه از ساندویچهای شاهی لذت ببرند، و مستعمرهنشینان مریخی محصول ذرت، لوبیا و بله، سیبزمینی خود را برداشت کنند، همه اینها به لطف بازیافت نوآورانه محصولات زائد خودشان.
