Dünyada kapladığımız alan da nüfusla birlikte artıyor. Ancak Dünya’nın yüzeyi sonsuz genişlikte değildir. Dünyayı terk edip başka bir yerde yaşamak zorunda kalacağımız günler, hayatımızın yanında ne kadar mükemmel görünse de astronomik ölçekte çok da uzak değil. Bu nedenle dünya dışı yaşam günümüzde insanları cezbeden boyutlara ulaşmış ve bilim adamlarının öncelikli araştırma alanlarının başında gelmektedir. Uzayda yaşayacak bir yer bulmanın yanı sıra, hayatta kalmak için ihtiyaç duyulan besin kaynaklarını sağlamak da önemlidir.
Uzay ekimi
Uzay tarımı, Dünya’ya bağımlı olmadan ve Dünya ile sürekli temas halinde olmadan uzayda varlığımızı sürdürmemizde büyük rol oynuyor. Basit bir işlem gibi görünse de işin sırrı detaylarda. Uluslararası Uzay İstasyonu’nun (ISS) yürüttüğü deneyler arasında uzay alanları büyük ilgi görüyor. Uzaydaki ilk sera, 2000 yılında, astronotların yaşam alanını terk etmesinden iki yıl sonra kuruldu. Bu güverte üstü tarım alanına ek olarak, bir başka sistem olan “Avrupa Standardı Aşılama Sistemi”nde çeşitli deneyler ve bitkiler üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. Makedonya Bilgi Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Bratislav Stankoviç, “İnsanlı görevlerin süresi arttıkça, gıda ve psikoloji açısından bitkilerin önemi artıyor” diyor. Uluslararası Uzay İstasyonu’nda küçük bir deney alanının sahibi olan Stankoviç ve ekibi, ilk bitkilerin büyümesini sağlamayı başardı.
Uzay çiftçiliği ile ilgili sorunlar birkaç ana başlık altında toplanabilir:
1. Düşük yerçekimi
Bitkiler kök ve gövdelerinin yönü hakkında yerçekimi ile bilgi alırlar. Bu nedenle Ay ve Mars gibi çekim kuvvetinin düşük olduğu bölgelerde yaşamaları zordur. Bilim adamlarının ilk araştırmaları, bitkilerin yerçekiminin düşük olduğu yerlerde düzgün uzama gösterdiği gerçeğiyle ilgiliydi. 1980’lerde ve 1990’larda fırlatılan hemen hemen her uzay mekiği deney bitkileri içeriyordu. İnsan vücudunun düzgün çalışması için yerçekimine ihtiyaç duyması gibi, bitkilerde de o kadar farklı değildir. Stankoviç, “Mikro düzeydeki bağlantıların hücrelerin kimyasını etkilediği görülüyor” diyor. Uzaydaki bitkiler ilginç yüksekliklerde biçim değiştirmiş, istenmeyen ve beklenmedik şekillerde büyümüş ve çoğu zaman büyümüyor veya gelişmiyor. Sürdürülebilir uzay tarımında büyük rol oynayacak ikinci nesil döllenebilir tohumların üretiminde de çeşitli sorunlarla karşılaşıldı.
2. Farklı toprak yapısı
Yerçekimi kuvvetinin azalması da bitkilerin toprakla etkileşimini belirleyen bir faktördür. Hele ki Dünya’daki topraktan farklı bir toprak türü varsa bu durum daha da belirginleşir. Kullandığımız toprağa göre daha sert olan toprak yapısı, yer çekiminin az olduğu alanlarda hava akışını engeller. Çok gevşek bir toprak yapısı, topraktaki su ve nemin bitki köklerine iletilmesinde de sorunlara neden olabilir. Bu nedenle, bitkilerin uzaya uçabilmesi için Dünya’dan toprak alınması ve kompostlama yoluyla insan atıklarının kullanılması gerekir. Uzayda koloni kurmak ise başlı başına bir konu. Ancak bu topluluklar bitki üretmek istiyor ve sahip oldukları her atık için atomik parçacıkları geri dönüştüremiyorlarsa, ek gıdaya ihtiyaç duyulacağına inanılıyor.
Stankoviç’in ekibinden sonra benzer bir çalışma yapmak isteyen Florida Üniversitesi’nden Robert Ferrell ve meslektaşları, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda kendini yenileyebilen ve bu tür deneylerde sıklıkla model olarak kullanılan Arabidopsis thaliana adlı bir bitki yetiştirdiler. Ay veya Mars’taki toprak oluşumlarını iyi bilmek, ihtiyaç duyulan ve eksik olan mineralleri tespit etmek ve uygun bitkileri getirmek önemlidir. Diğer bazı bilim adamları, yapı olarak dünyadaki mevcut volkanik topraklara benzer, Ay ve Mars topraklarına benzer topraklar yaratmışlar ve bu toprakla bitki yetiştirmeye çalışmışlardır.
3. Yapay aydınlatma
Karadaki bitkiler ışığa erişimde sorun yaşamazlar. Ancak iş uzaya gelince, bilim adamlarının bitkileri eğitmesi gerekiyor. Bitkilerin büyüme kapsüllerinden kullanacakları ışık türü ve diğer nitelikler çok önemlidir. Ancak sınırlı kaynaklar göz önüne alındığında verimli ve etkili yöntemler kullanmak gerekmektedir. Bu nedenle uzayda verimsiz, ısı tüketen ampuller pek kullanılmaz. LED adı verilen sürekli ve küçük ışık kaynakları, araştırmacılara önemli faydalar sağlar. LED ışık kaynaklarının kullanımı Japonya’da tarihi bir fabrikada bir tarlada başladı ve bu kaynaklarla gece gündüz simülasyonlar yapılıyor ve normalden yüzde 2,5 daha yüksek bir hızla günde ortalama 10.000 marul üretiliyor. alan. Her birinde 18 saksı bulunan ve toplam 16 katın bulunduğu alanda, 17.500 LED ışık kaynağı kullanılıyor ve fotosentezin hassas ölçümleri yapılıyor. İçlerinde yapay aydınlatma bulunan bu ve benzeri alanlar, uzay çiftçiliğinde başarılı olacağımızın bir işaretidir.
4. Sınırlı alan
Uzayda çiftçilik işi daha da ileri götürüldü ve insanın uzayda ne kadar kendi kendine yetebileceği de düşünüldü. Asteroit dediğimiz yapılar bu noktada ortaya çıktı. C tipi karbon asteroitler bu iş için idealdir. Yeni Zelanda’daki Lincoln Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olan Michael Mautner, C tipi asteroitlerin bitkiler için çok besleyici olduğunu söylüyor. Mautner, Dünya’ya düşen göktaşlarında (C tipi asteroitlerden) yenilebilir bitkiler yetiştirdi. Bu bitkilerin besin içeriklerini de analiz eden ve göktaşı hakkında bilgi edinen Mautner, asteroidin tamamında ne kadar besin olacağını hesapladı.
200 kilometre kalınlığındaki bir uzay kayasının ortalama 10.000 insanı bir milyar yıl besleyecek kadar gübre içerdiği hesaplanmıştır. Mutner, “Hava basıncını kontrol etmek ve su sağlamak gerekiyor, ancak asteroidin yapısında gerekli besinler var” diye açıklıyor. “Güneş sistemindeki tüm karbonlu asteroitleri toplarsak, bunun bir milyar nüfus yılı için yeterli olduğunu” tahmin ediyor.
Stankoviç ve Ferrel, Mautner’ın araştırmasını, uzay tarımı yoluyla zaman içinde elde edilebilecek besinlerin mevcudiyetini anlamada çok yararlı buldu. “Güneş sistemindeki bu nüfus yoğunluğu için uzayda yeterli kaynak var. Özellikle galaksideki kaynaklar milyarlarca yıl boyunca milyarlarca güneş sistemine yetebilir.” Mautner diyor. “Ancak, olgunlaşmamış uzay marulumuza güvenemeyiz” diye uyarıyor. Tabii ki, tüm bu beklentiler gezegenimizin refahı ile ilgilidir. İlk olarak, bir sonraki hedef uzaya genişleme olacak şekilde, Dünya’daki insan ırkının hayatta kalmasını sağlamalıyız.
Şimdi Stankoviç ve Wisconsin Üniversitesi’ndeki meslektaşları, Uluslararası Uzay İstasyonunda iki nesil boyunca tohumlamayı sağlayan bir kapsül geliştirdiler. Kapsül, bitkilerin olgunlaştıkça havaya saldığı hava sıcaklığını, nemi, toprak nemini, ışığı, karbondioksiti ve etileni kontrol eder. Gübre ile bölünmüş kumlu çakıldan oluşan bir taban, bitki köklerini yayabilir ve tel ağ ile dengede tutulur. Astronotlar sistemi kurduktan sonra geri kalanı uzaktan kumanda ile kurulur ve düzenli olarak kontrol edilir. Ferl ve diğerleri gibi. Bu ekip aynı zamanda araştırmalarını A. thaliana üzerinde de yürütmüştür. Bitki sadece uzayda tohum üretmekle kalmadı, aynı zamanda bu tohumların %92’sini çimlendirmeyi de başardı.
Bazıları Uluslararası Uzay İstasyonu içinde büyüyen ve diğerleri Dünya’da yetişen iki bitki grubu arasında küçük bir fark ortaya çıktı. Proteinin uzayda tohumlarda depolanma şekli, Dünya’da olandan biraz farklıdır ve bitkilerin dalları biraz farklı yönlerde büyümüştür. Stankoviç, “Ancak bu küçük bir ayrıntı,” dedi, “önceki başarısız girişimler büyük olasılıkla uygun olmayan yetiştirme koşullarından kaynaklanıyordu. Mikro yerçekiminin bu süreçte aktif bir rol oynamadığı sonucuna varabiliriz.” o ekler.
Ferrel ve meslektaşları, bitkilerin çekici olmayan bir ortamla başa çıkmak için kök hücre duvarlarını yeniden şekillendirmek veya yapraklarındaki bir proteine dönüştürülen ışığa duyarlı genlerin miktarını artırmak gibi çeşitli uyarlanabilir stratejiler geliştirdiğini buldular. Ferrell, “Bitkilerin bu şekilde evrimleştiği uyum sağlama stratejilerini içselleştirebilirsek, uzayda Dünya’dakinden daha iyi büyümelerini bile sağlayabiliriz” diyor. Bir yandan gerekli olmayabilir çünkü bitkiler kendi başlarının çaresine bakıyor gibi görünüyor. Stankoviç, “Önümüzdeki beş yıl içinde ayda yetişen bitkilerden tohum elde edeceğimize dair iyimser bir inancım var” diyor.
kaynak:
Ferl, RJ, Paul, AL, “Lunar Plant Biology – A Review of the Apollo Era”, Astrobiology, Cilt 10, Sayı 3, 6 Mayıs 2010.
http://www.newscientist.com/article/mg22430004.900-asteroid-soil-could-fertilise-farms-in-space.html#.VLUK5oqsX_Y
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2687674/Now-THATS-power-plant-Indoor-farm-grows-10-000-head-lettuce-DAY-using-lights-mimic-day- gece.html
http://science.howstuffworks.com/space-farming.htm
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]