Así es como la NASA logró cultivar chiles en el espacio

Hace unas semanas, los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) disfrutaron de un festín muy especial de tacos, incluidos pimientos frescos cultivados en órbita. Más que una simple alegría para la tripulación, es la primera planta con flores que se cultiva, cosecha y consume en el espacio, y representa un salto adelante en la complejidad de las plantas que crecen en microgravedad.

Para obtener información sobre cómo cultivar deliciosas verduras frescas en el espacio, hablamos con LaShelle Spencer, el equipo científico del proyecto que lideró el experimento con chile, quien supervisó el proyecto desde la selección y preparación de las semillas hasta el empaque para su lanzamiento y el monitoreo remoto de las plantas a medida que crecen en el espacio. espacio ISS y supervisar la primera cosecha.

Cómodo entorno vegetal en el espacio.

El objetivo de este proyecto es simple: demostrar que es posible cultivar plantas con flores complejas como los chiles en el espacio exterior. Si bien es relativamente fácil cultivar vegetales de hojas verdes como la col rizada en la ISS, y los proyectos recientes han tenido cierto éxito en el cultivo de vegetales como Además de los rábanos, el cultivo de pimientos es más complejo que el de los proyectos anteriores, tanto porque las plantas requieren una polinización cuidadosa como porque tardan más en crecer (alrededor de cuatro meses) que cultivos más rápidos como la lechuga y los rábanos.

Las plantas se cultivan en contenedores especiales en la ISS llamados Advanced Planet Habitat, un sistema totalmente automatizado que puede ser controlado de forma remota por investigadores en tierra. Diariamente se toman fotos de las plantas en el hábitat, y los investigadores pueden controlar muchos aspectos del entorno, como ajustar las luces LED rojas, verdes y azules o la temperatura en el tanque de cultivo.

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APH es un ambiente cerrado. Comparado con cuando creces en una jardinera, Spencer dice: “Tienes naturaleza. Tienes el sol y todo el espectro [of light].” En APH, solo hay un espectro limitado de luz y la planta se ve privada de la luz ultravioleta, lo que hace que los pimientos desarrollen pequeños tumores en la parte inferior de sus hojas. Esto no es un problema para el tipo de planta de chile elegido, pero puede ser un problema para otras variedades.

Otro problema es la fecundación. “Usamos un fertilizante de liberación prolongada”, explica Spencer. “Teníamos que asegurarnos de tener la combinación adecuada de nutrientes para superar el experimento de 120 días. Es una mezcla de calcio, nitrato de magnesio, cosas así. Y cuando se van, se van. No hay forma de agregar más nutrientes al sistema”.

Adaptarse rápidamente a las condiciones

Si bien el equipo de Spencer tenía un dispositivo similar al APH en su laboratorio para realizar pruebas y lo usaron para simular las condiciones que necesitaría una planta, todavía es difícil predecir exactamente qué condiciones necesitaría un chile para crecer en el espacio. “Tenemos que adaptarnos rápidamente”, dice, lo que pueden hacer desde el suelo ajustando factores como el nivel de iluminación en el hábitat o el nivel de eliminación de ciertas sustancias químicas del medio ambiente.

“En microgravedad, las plantas tienen una morfología más tupida. Las flores se abren hacia arriba y algunas de las frutas también se abren hacia arriba”.

Por ejemplo, las necesidades de agua de las plantas en la Tierra son diferentes a las de la estación espacial, que encontraron al mirar fotos de plantas a medida que crecen. “El requerimiento de agua es probablemente un 10-15 % más alto que lo que hacemos en el campo”, explica Spencer, lo que se debe a la forma en que el agua descansa y se mueve alrededor del APH en microgravedad.

Las plantas sin gravedad crecen de forma extraña

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Incluso con todos estos ajustes, todavía existen diferencias en la forma en que las plantas crecen en microgravedad. En condiciones de gravedad terrestre, el tipo de chile que se usa crece hacia arriba, con flores y frutos colgando. “En microgravedad, las plantas tienen una morfología más tupida y crecen paralelas a los portadores de ciencia [the tray in which the seeds are planted]. Las flores se abren hacia arriba y algunas de las frutas se abren hacia arriba”, explicó Spencer.

Esta diferencia en la forma de la planta tampoco es solo una curiosidad, ya que puede influir en cómo se polinizan las plantas. El equipo de Spencer descubrió que sus plantas de pimiento eran más lentas para polinizar en órbita que en el suelo, y cree que esto puede deberse a que, como las flores apuntan hacia arriba, la ráfaga de aire que usan para la polinización puede alejar el polen de la flor, en lugar de que agitar la flor hacia arriba, hacia abajo y dejar que el polen se mezcle en la flor.

“Debido a que el ambiente de microgravedad tiene un efecto [the crew’s] papilas gustativas, siempre expresan el deseo de una comida más picante”.

“La microgravedad obviamente tiene una gran influencia en la morfología de las plantas”, dice, pero la microgravedad no afecta a todas las plantas de la misma manera. “Llevamos un tiempo cultivando verduras en VEGGIE y, cuando conseguimos el agua adecuada, los resultados fueron excelentes. No hay nada que decir que son diferentes de lo que cultivamos en el suelo. Ahora que pasamos a las plantas fructíferas, debe haber una diferencia”.

Una de las mayores diferencias es que las plantas en el espacio son aproximadamente un 50 % más pequeñas que las del suelo. Pero los chiles que producen todavía son bastante grandes, de hasta unas cuatro o cinco pulgadas de largo.

Grandes tacos espaciales

Entonces, ¿por qué cultivar chiles? Para empezar, son ricas en vitamina C y las plantas son lo suficientemente resistentes como para crecer bien incluso en condiciones difíciles. Además del aspecto nutricional, el distintivo sabor picante de los chiles es muy deseable entre los astronautas, dice Spencer: “Los compañeros de tripulación, debido a que el ambiente de microgravedad afecta sus papilas gustativas, siempre expresan un deseo de comida más picante. ¡Les encanta la salsa picante!”

A pesar de la complejidad del cultivo de pimientos, la primera cosecha fue un éxito rotundo. “¡Fue increíble!” dijo Spencer. Él y su equipo miraron fotos de las plantas de pimiento y enviaron instrucciones al astronauta Mark Vande Hei para que eligiera siete de ellas para cosechar. Son en su mayoría verdes, con un pimiento rojo. Después de recoger cuidadosamente los pimientos, los astronautas los cortaron en cubitos y los disfrutaron en tacos, que según la astronauta Megan McArther explicado como “¡Fiesta del viernes!”

fiesta de viernes! Después de la cosecha, probamos los chiles rojos y verdes. Luego llenamos la encuesta (¡debe tener los datos! 😁). Finalmente, hice mis mejores tacos espaciales: fajita de res, tomates y alcachofas rehidratados, ¡y HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5u pic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

– Megan McArthur (@Astro_Megan) 29 de octubre de 2021

Un impulso psicológico

Esto apunta a una de las grandes ventajas de cultivar alimentos frescos en el espacio: comer vegetales frescos no solo es bueno para la salud física de los astronautas, también es bueno para su salud. Bienestar mental. Los experimentos psicológicos en el campo han demostrado que el cuidado de las plantas puede proporcionar sentimientos de satisfacción y orgullo y puede ayudar a elevar el estado de ánimo y reduce el estres. Es probable que lo mismo sea cierto para los astronautas, especialmente considerando que están en un entorno cerrado con poco acceso a la naturaleza.

Mientras que el equipo de Spencer todavía está esperando datos sobre cómo se sienten los astronautas sobre el cuidado de los pimientos (llenaron un cuestionario sobre sus experiencias como parte del experimento), dice que piensa que los astronautas tienen experiencias positivas cuando los observa interactuar con los pimientos. plantas. “Veo la alegría en sus rostros cuando los veo en cámara”, dijo. “Sé que les gusta el olor”.

Los astronautas también pueden pasar tiempo con las plantas entre operaciones como la cosecha. “Pueden quitar las persianas y mirar por la ventana durante los descansos”, dice Spencer. Y eso también resultó ser útil para el experimento, ya que un miembro de la tripulación vio que las plantas desarrollaban un problema común llamado pudrición de la punta de la flor durante su período de descanso, que luego se extrajeron de la planta.

¿Qué sigue para las plantas en el espacio?

Con la finalización de la primera cosecha, el experimento no había terminado. Continuarán creciendo más chiles, y la próxima cosecha está programada tentativamente para el 26 de noviembre. Finalmente, algunos de los chiles serán devueltos a la Tierra, donde se comparará su composición genética con chiles similares cultivados en la Tierra, y Spencer y su equipo realizarán un análisis nutricional.

Spencer también dijo que hay muchas más preguntas que quiere investigar sobre cómo la microgravedad afecta la polinización y la fertilización, porque todavía estamos lejos de comprender por completo cómo la falta de gravedad afecta a estas plantas complejas. Pero por ahora, estamos un paso más cerca de brindarles a los astronautas alimentos deliciosos y saludables, y aprender mucho sobre las plantas en el proceso.

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Juanito Vasques

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