Lebih dari 100 tahun pertanian Antartika membantu para ilmuwan menanam makanan di luar angkasa

Memahami cara memberi makan orang di luar angkasa adalah bagian penting dari upaya yang lebih besar untuk menunjukkan kelangsungan hidup manusia jangka panjang di lingkungan luar angkasa. Pada 12 Mei 2022, sebuah tim ilmuwan mengumumkan bahwa mereka telah tanaman yang berhasil ditanam menggunakan tanah bulan dikumpulkan selama misi bulan Apollo. Tapi ini bukan pertama kalinya para ilmuwan mencoba menanam tanaman di tanah yang biasanya tidak mendukung kehidupan.

saya adalah seorang Sejarawan sains Antartika. Cara menanam tanaman dan makanan di ujung selatan Bumi telah menjadi bidang penelitian aktif selama lebih dari 120 tahun. Upaya-upaya ini membantu untuk lebih memahami banyak tantangan bertani di lingkungan yang ekstrem dan pada akhirnya mengarah pada budidaya tanaman yang terbatas, tetapi berhasil, di Antartika. Dan terutama setelah tahun 1960-an, para ilmuwan mulai secara eksplisit melihat penelitian ini sebagai batu loncatan menuju tempat tinggal manusia di luar angkasa.

Menanam tanaman di Antartika

Upaya awal untuk menumbuhkan tanaman di Antartika difokuskan terutama pada nutrisi untuk penjelajah.

Pada tahun 1902, dokter dan ahli botani Inggris Reginald Koettlitz adalah orang pertama yang menanam makanan di tanah Antartika. Dia mengumpulkan tanah dari McMurdo Sound dan menggunakannya untuk menanam sawi dan selada air di dalam kotak di bawah jendela atap di atas kapal ekspedisi. Panen itu langsung bermanfaat bagi ekspedisi. Koettlitz menghasilkan cukup banyak sehingga, selama epidemi penyakit kudis, seluruh kru makan sayuran untuk membantu menangkal gejala mereka. Pengalaman awal ini menunjukkan bahwa tanah Antartika bisa menjadi produktif dan juga menggarisbawahi manfaat nutrisi dari makanan segar selama ekspedisi kutub.

Upaya awal untuk menanam tanaman secara langsung di lanskap Antartika kurang berhasil. Pada tahun 1904, ahli botani Skotlandia Robert Rudmose-Brown mengirimkan benih dari 22 tanaman Arktik yang tahan dingin ke pulau kecil yang dingin di Laurie untuk melihat apakah mereka akan tumbuh. Tidak semua biji berkecambah, yang oleh Rudmose-Brown dikaitkan dengan keduanya kondisi lingkungan dan tidak adanya ahli biologi untuk mendukung pertumbuhan mereka.

Ada banyak upaya lain untuk memperkenalkan tanaman non-asli ke lanskap Antartika, tetapi umumnya mereka tidak bertahan lama. Sementara tanah itu sendiri dapat mendukung beberapa kehidupan tanaman, lingkungan yang keras tidak kondusif untuk menanam tanaman.

Teknik modern dan manfaat emosional

Pada 1940-an, banyak negara mulai mendirikan stasiun penelitian jangka panjang di Antartika. Karena tidak mungkin menanam tanaman di luar ruangan, beberapa orang yang tinggal di stasiun ini mengambilnya sendiri untuk membangun rumah kaca memberikan nutrisi dan kesejahteraan emosional. Tetapi mereka segera menyadari bahwa tanah di Antartika terlalu buruk untuk sebagian besar tanaman. selain sawi dan selada airdan itu biasanya kehilangan kesuburan setelah satu atau dua tahun. Mulai tahun 1960-an, orang-orang mulai beralih ke hidroponik tanpa tanah, sebuah sistem di mana Anda menanam tanaman dengan akar terendam dalam air yang ditingkatkan secara kimiawi di bawah kombinasi cahaya buatan dan alami.

Dengan menggunakan teknik hidroponik di rumah kaca, fasilitas produksi tanaman sama sekali tidak menggunakan lingkungan Antartika untuk bercocok tanam. Sebaliknya, orang-orang menciptakan kondisi buatan.

Pada tahun 2015 setidaknya ada 43 fasilitas berbeda di Antartika tempat para peneliti menanam tanaman pada satu waktu atau yang lain. Meskipun fasilitas ini berguna untuk eksperimen ilmiah, banyak penduduk Antartika menghargai bisa makan sayuran segar di musim dingin dan melihat fasilitas ini sebagai manfaat besar bagi kehidupan mereka. kesejahteraan psikologis. Seperti yang dikatakan seorang peneliti, mereka “hangat, cerah, dan penuh dengan kehidupan hijau – lingkungan yang hilang selama musim dingin Antartika.”

Antartika sebagai analog dari ruang angkasa

Ketika pendudukan permanen manusia di Antartika tumbuh pada pertengahan abad ke-20, umat manusia juga mulai mendorong ke luar angkasa – dan lebih khusus lagi ke Bulan. Mulai tahun 1960-an, para ilmuwan yang bekerja untuk organisasi seperti NASA mulai berpikir tentang agresifAntartika yang ekstrem dan ekstraterestrial seperti analog yang nyaman untuk eksplorasi ruang angkasa, di mana negara-negara bisa menguji teknologi dan protokol ruang angkasa, termasuk produksi tanaman. Ketertarikan ini berlanjut hingga akhir abad ke-20, tetapi baru pada tahun 2000-an ruang angkasa menjadi fokus utama beberapa penelitian pertanian di Antartika.

Pada tahun 2004, National Science Foundation dan University of Arizona’s Controlled Environment Agriculture Center bekerja sama untuk membangun South Pole Food Growth Chamber. Proyek ini dirancang untuk menguji gagasan pertanian lingkungan terkendali – cara untuk memaksimalkan pertumbuhan tanaman sambil meminimalkan penggunaan sumber daya. Menurut arsiteknya, fasilitas tersebut sangat mirip dengan kondisi pangkalan bulan dan menawarkan “analog di Bumi untuk beberapa masalah yang akan muncul ketika produksi makanan dipindahkan ke tempat tinggal luar angkasa. Fasilitas ini terus menyediakan makanan tambahan bagi stasiun Kutub Selatan.

Sejak pembangunan Ruang Pertumbuhan Makanan Kutub Selatan, University of Arizona telah bekerja sama dengan NASA untuk membangun ruang serupa Prototipe rumah kaca bulan.

Menanam tanaman di luar angkasa

Ketika orang-orang mulai menghabiskan lebih banyak waktu di luar angkasa menjelang akhir abad ke-20, para astronot mulai memanfaatkan pelajaran dari satu abad menanam tanaman di Antartika dengan baik.

Pada tahun 2014, astronot NASA memasang Sistem Produksi Tanaman di Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk mempelajari pertumbuhan tanaman dalam gayaberat mikro. Tahun berikutnya mereka memanen sedikit selada, yang sebagian kemudian mereka makan bersama cuka balsamik. Seperti yang telah diperdebatkan oleh para ilmuwan Antartika selama bertahun-tahun, NASA telah menegaskan bahwa nilai gizi dan psikologis dari produk segar adalah “solusi untuk tantangan misi berdurasi panjang di luar angkasa.”

Penelitian Antartika memainkan peran penting untuk ruang hingga hari ini. Pada tahun 2018, Jerman meluncurkan proyek di Antartika bernama EDEN ISS yang berfokus pada teknologi budidaya tanaman dan aplikasinya di luar angkasa dalam sistem semi tertutup. Tanaman tumbuh di udara, saat tuan menyemprotkan air yang ditingkatkan secara kimiawi ke akarnya. Tahun pertama, EDEN ISS mampu menghasilkan sayuran segar yang cukup untuk sepertiga dari diet kru enam.

Sama seperti dalam sejarah Antartika, pertanyaan tentang bagaimana menanam tanaman adalah inti dari setiap diskusi tentang kemungkinan pemukiman manusia di Bulan atau Mars. Orang-orang akhirnya meninggalkan upaya untuk mengolah lanskap Antartika yang keras untuk produksi makanan dan beralih ke teknologi dan lingkungan buatan untuk melakukannya. Tetapi setelah lebih dari satu abad berlatih dan menggunakan teknik paling modern, makanan yang ditanam di Antartika tidak pernah mampu mendukung banyak orang untuk waktu yang lama. Sebelum mengirim orang ke Bulan atau Mars, mungkin bijaksana untuk membuktikan terlebih dahulu bahwa sebuah koloni dapat bertahan hidup sendiri di tengah dataran selatan Bumi yang membeku.