På samma sätt som jordbrukets gryning markerade ett avgörande ögonblick för den tidiga mänskliga civilisationen, vilket möjliggjorde en övergång från nomadiska livsstilar till bofasta samhällen, innebar samtida framsteg inom rymdjordbruk löfte om att upprätthålla framtida mänskligt liv bortom jorden.
Ur ett landbaserat – och för närvarande mycket mer användbart – perspektiv skulle de innovationer som drivs av rymdjordbrukets begränsningar också kunna ligga till grund för hållbara metoder på jorden.
Tekniker som utvecklats för odling i tuffa rymdmiljöer kan anpassas för att hantera jordbruksutmaningar i extrema klimat och urbana miljöer på jorden, vilket potentiellt kan öppna upp för nya lösningar för att försörja den växande globala befolkningen mitt i resursbrist.
När uppdrag riktar sig mot Mars är en viktig utmaning att återskapa de grundläggande elementen i jordlivet – i synnerhet jordbruk – i utomjordiska miljöer. Stefania De Pascale, en italiensk forskare med bakgrund inom agronomi, är en ledande aktör inom området.
De Pascales resa inom rymdjordbruk började med hennes utbildning i jordbruk vid Federico II-universitetet i Neapel. Hennes samarbete med flyg- och rymdingenjörer i Amsterdam öppnade dörrar för banbrytande forskningsinsatser på den internationella rymdstationen (ISS) i Neapel – ett partnerskap som har främjat samarbetet med den italienska rymdorganisationen och den europeiska rymdorganisationen (ESA). År 2019 etablerade hon laboratoriet för grödforskning för rymden, med fokus på att utveckla regenerativa livsuppehållande system som inkluderar växtodling för rymduppdrag.
De praktiska skälen för att bedriva rymdjordbruk är betydande. ISS är relativt självförsörjande på grund av närheten till jorden och möjligheten till försörjningsuppdrag. Uppdrag till månen och så småningom Mars kräver dock mer autonoma system. Mars, som varierar mellan 55 och 400 miljoner kilometer från jorden, presenterar logistiska och ekonomiska utmaningar – särskilt med tanke på att varje besättningsmedlem skulle behöva upp till 7.5 ton mat och förnödenheter under ett 500-dagars uppdrag. Att producera mat på Mars skulle avsevärt minska nyttolasten och beroendet av jordbaserade försörjningskedjor.
Titta ner på jorden från den internationella rymdstationen. Bild från NASA.
Rymdens unika förhållanden skapar varierande utmaningar. På ISS gör mikrogravitationen konventionella bevattningsmetoder ogenomförbara, vilket leder till implementering av kapillärbevattningssystem i slutna odlingsmiljöer. Här odlas grödor som sallad, vete, tomater och rädisor i små mängder med hjälp av den effektiva "salladsmaskin"-metoden, vilket producerar det som i dagligt tal kallas "plocka och ät"-grönsaker.
Emellertid presenterar förflyttningen mot mån- och Marsbaser sin egen uppsättning variabler. Till skillnad från ISS mikrogravitationsmiljö har både månen och Mars gravitation, om än reducerad. Detta möjliggör anpassning av hydroponiska system liknande jordens växthus. De Pascales arbete inkluderar att undersöka potentialen i att använda lokala resurser, såsom mån- eller Marsregolit, som odlingssubstrat.
Utöver att tillhandahålla näring spelar växter avgörande roller i andra livsuppehållande funktioner – de producerar syre, absorberar koldioxid och kan omvandla organiskt avfall till näringsämnen, vilket förbättrar den övergripande hållbarheten hos livsmiljöer. Dessutom bidrar de psykologiska fördelarna med grönska till att mildra den psykologiska belastningen av rymdens isolering.
Utvecklingen av rymdjordbruk banar därför inte bara väg för långvariga rymdresor utan ger också ömsesidiga fördelar som kan bidra till global livsmedelssäkerhet och hållbarhetsinitiativ. Denna dialog mellan rymd- och landjordbruk understryker en framtid där kunskapen från att plantera potatis på Mars mycket väl kan förbättra möjligheterna för jordbruk här på jorden.
