от Преслав Райков
Идеята човечеството да колонизира друга планета широко завладя въображението на много от феновете на научната фантастика. От години централно във всеки футуристичен сюжет е как хората да оцелеят в безплодна, неземна среда с неприветливи климатични условия и лимитирани ресурси. Благодарение на визионерството и технологичните подвизи на хора, като Джеф Безос, Ричард Брансън и Илон Мъск човечеството стремглаво отправя поглед към реалистичното изграждането на извънземен свят. Но докато техните приключения, насочени основно към космическият туризъм превзеха заглавията и вдигат доста медиен, много други индустрии по-скромно и последователно действат с експерименти и осъществяват проекти, които биха могли да имат огромно влияние върху бъдещето на човечеството - както тук на Земята, така и там в Космоса. И за решаване на нашите най-неотложни цивилизационни проблеми.
Няма по-голяма индустрия на нашата планета от хранителната. С постоянна и лоялна клиентска база от 7.8 млрд. души, секторът представлява 10% от световният БВП, или приблизително $9.4 трлн., а се очаква в следващите години населението да достигне 10 млрд. души. Въпреки стабилната си клиентска база обаче, хранителната индустрия е изправена пред безпрецедентни предизвикателства в производството, търсенето и регулациите, произтичащи от променящите се потребителските тенденции и навици. Бързият глобален растеж на населението, ограничените производствени ресурси и промените в климата са някои от основните причини за търсенето на алтернативи за изхранването на планетата. Има спешна нужда да се произвеждат повече храни, като същевременно се ограничи негативното въздействието върху околната среда, екосистемите и социалните последици от индустриалното производство на храни. В допълнение, човечеството все по-оптимистично и решително се е запътило към космоса, заселването там, както и потенциалните приложения на различни модели икономически системи на други планети, а хранителната система е една от основните, които трябва да се планират.
Със сигурност осигуряването на свежа храна за потенциалните бъдещи обитатели и пътешественици в космоса е предизвикателство, което може да донесе и много позитиви обратно тук на земята. В паралел с огромните инвестиционни потоци, които се насочиха към сектора на изкуствено създадените протеини, триизмерно принтираните стекове и растителните заместители на месото, млякото и други основни храни, новите инвестиционни хоризонти на някой от основните играчи в сектора отварят прозорец и към отглеждането на свежа храна в космоса, както и разработването на технологии, които биха могли да превърнат неприветливи площи на Земята в устойчиво обработваеми земи, осигуряващи препитание на редица общества.
Космическото земеделие обещава да даде решения на много проблеми, които са често срещани тук на земята. Как да отглеждаме храна с ограничени количества вода, торове, и площи за засаждане? Как да осигурим максимални добиви през цялата година, без това да повлияе на биологичните и хранителни качества на продуктите? Как да създадем продукти репликиращи и заместващи месо, мляко и яйца? Всички тези въпроса ще трябва да бъдат адресирани от космическото земеделие, но отговорите им са повече от необходими и тук на Земята. В момента съществуват редица програми за космическо земеделие, които регистрират обещаващи резултати, а постиженията им се прокрадват и към нашата трапеза и бъдещето на хранителната система.
НАСА и Веджи
От близо 20 години хората успешно живеят на борда на Международната космическа станция (МКС), а през това време учените от НАСА работят усилено, за да осигурят прясна храна за своите астронавти, която е едновременно хранителна и вкусна. Именно поради тази причина през 2014 беше разработена и системата “Веджи”, която успешно успява да отглежда пресни зеленчуци на МКС. Астронавтите успешно успяха да отгледат осем различни вида листни зеленчуци чрез системите Веджи, а други 15 различни видове растения са успели да израснат успешно в космическата система. Освен това са култивирани и отгледани нови сортове марули, репички, грах, цветя и слънчогледи. Семената на растенията се засяват във „растителни възглавници“ - малка опаковка съдържаща калцинирана глина – това е почва, която е нагрята до точката на топене, за да се отстранят влагата и микробите. Всяка възглавница съдържа тор с контролирано освобождаване и служи като място за вкореняване на семената. Самата система Веджи използва нискоенергийни източници, както и специална технология за напояване и залепване на семената на растенията към растителните възглавници за да се пребори ефекта от микрогравитацията.
Следващият път когато ядете сладолед, най-вероятно консумирате същата съставка, която се използва и за слепването на семената в космоса – гуарова гума. Средното време за отглеждане на маруля в системата Веджи e приблизително 33 дни, а астронавтите са изпратили проби от реколтата за анализ на Земята, като данните показват, че зеленчуците са дори по-чисти от тези отглеждани тук долу. НАСА разработва и собствена космическа банка за семена, което ще даде възможност на избор от менюта при по-дълъг престои или космическо пътуване.
Лунна оранжерия
Учените започнаха да отглеждат растения на терен, подобен на лунната повърхност, а съвсем наскоро беше отгледано и първото такова растение в почва, донесена от лунните мисии на Аполо. За експеримента бяха използвани проби от повърхностна лунна почва наречена реголит. Почвените пробите са на над 50 години и са взети по време на лунните мисии Аполо 11, 12 и 17, между 1969 и 1972 г. Космическите експерименти с потенциални лунни оранжерии успяха да отгледат малък лабораторен екземпляр от растението талий крес (Arabidopsis thaliana). Паралелно с отглеждането в лунната почва, учените са отглеждали същото растение и върху земна вулканична пепел, съставена от много абразивни стъклени фрагменти. Резултатите показват, че в подобен тип почва, въпреки способността си да генерират растеж, всички растения растат бавно и сравнително слабо. Екземплярите отглеждани в проби от лунната повърхност са с по-лоши генетични показатели, а биологичен анализ разкри промени, показателни за растения под стрес. Макар тези резултати да не са обнадеждаващи от гледна точка на хранително приложение на растенията, отглеждането на растителни култури на Луната би могло да намери друга реализация – напр. за пречистване на въздуха, отстраняване на въглеродния диоксид, както и производство и пречистване на чиста вода. Спрямо Робърт Фърл, професор по градинарство в Университета на Флорида, възможността да разполагаме с растения на Луната ще бъде от ключово значение, ако искаме да се установим трайно в космоса.
Предизвикателството Храна в дълбокия Космос Желанието за отглеждане на храна в Космоса е повсеместно и обещаващо за редица стартиращи компании и групи от ентусиасти. НАСА в партньорство с Канадската космическа агенция организира програма, чиято цел е да реши именно тези предизвикателства и да впрегне капацитета на стартъп компании и инвеститори. Мисията на проекта е “Добра храна за по-здрави и по-щастливи хора в космоса и на Земята”. За целта НАСА организира международно състезание Предизвикателството Храна в дълбокия Космос, в което предлага награди на американски и международни екипи, за да създават нови хранителни технологии или системи, изискващи минимални вложения за получаване на питателна и вкусна храна за продължителни космически мисии и с потенциал да са от полза и за хората на Земята. За момента фокусът на програмата е да идентифицира технологии за производство на храни, които могат да задоволят нуждите за храна на четиричленен екипаж за тригодишна мисия в двупосочно пътуване. Програмата е насочеан и към всички, които могат да разрешат проблема с улесняване достъпа до храна на Земята, и по-специално чрез производство директно в градските центрове и в отдалечени и сурови места. Всички проекти трябва да решават проблема за производство на най-голямо количество храна с минимални ресурси и минимални отпадъци, като създават разнообразие от храни с минимално време за обработка.
Космически предизвикателства на Земята Въпреки , че все още предизвикателствата пред космическите мисии и изхранването на междугалактическите пътешественици остават в по-далечното бъдеще, технологиите и инвестициите в по-устойчиви модели на хранителната система са ключово важни за текущото ни развитие тук на Земята. Продоволствената несигурност продължава да бъде значителен хроничен проблем, който засяга множество общности в редица региони. По света се произвежда повече от достатъчно храна, за да се нахрани глобалното население, но цели 811 млн. души все още гладуват. След стабилен спад в продължение на десетилетие, гладът в света отново нараства, засягайки 9,9% от хората в световен мащаб. От 2019 до 2020 броят на недохранените се е увеличил с 161 млн. – най-вече в резултат на въоръжените конфликти, изменението на климата и пандемията от ковид-19. Космическите технологии и ефективното им използване могат да решат тези проблеми. Оптимизирането на площите, водата и другите суровини за производството на храни могат значително да подобрят добруването ни на Земята, преди да се запътим към други светове.
В РЕЗЮМЕ В момента съществуват редица програми за космическо земеделие, които регистрират обещаващи резултати, а постиженията им се прокрадват и към нашата трапеза и бъдещето на хранителната система.
