تحول روش‌ها و ابزارهای کشاورزی در ایستگاه فضایی
سیروس برزو، کارشناس تاریخ و فناوری فضایی
سازمان فضایی روسیه اعلام کرد به «نیکلای تیخونف»، «سرگئی ریژیکف»و «آندری باریسنکو»، سه کیهان‌نورد روس که قرار است در آینده به ایستگاه فضایی بین‌المللی اعزام شوند، مأموریت داده در پژوهشگاه بررسی مشکلات زیست‌پزشکی مسکو، طرز کار با دستگاه گلخانه «لادا-٢» را فراگیرند. این برنامه بخشی از آموزش اولیه‌ی گروه‌های اعزامی به ایستگاه فضایی بین‌المللی محسوب می‌شود. این گروه از فضانوردان روسکاسموس، مأموریت دارند برای آموختن طرز کار با گلخانه‌ی جدید به نام «لادا-٢» برای انجام آزمایش‌های روسیه درباره‌ی رشد گیاهان در فضا، دوره‌ی ویژه‌ای را طی کنند.
«کنستانتین تسالکوفسکی» دانشمند بزرگ روس در طراحی ایستگاه مداری و ناو کیهانی خود، بخشی را به «باغچه فضایی» اختصاص داده بود که کیهان‌نوردان باید برای تأمین غذای موردنیاز خود، در آنجا سبزی‌های مختلف را به عمل می‌آوردند.
از آغاز فعالیت انسان برای سفر به فضا تغذیه به‌عنوان یکی از اولین نیازهای بشر، مورد توجه کارشناسان و دانشمندان بوده است. در سال ١٩۶٢، یعنی تنها یک سال پس از نخستین پروازهای فضایی بشر، «سرگئی کورولف»، طراح ناوهای کیهانی شوروی، خطوط اصلی یک برنامه‌ی تحقیقاتی گیاه‌شناسی را، برای پرورش گیاهان در فضا ترسیم و مشخص کرد. در زمان آغاز سفرهای فضایی، یکی از نخستین پرسش‌ها این بود که گیاهان در بی‌وزنی چگونه رشد می‌کنند؟ آیا اصلاً رشد خواهند کرد؟ چطور؟ چگونه باید آنها را آبیاری کرد؟ چون در بی‌وزنی گاز و آب به گونه‌ی دیگری جریان دارند و آب مثل روی زمین جاری نیست. یک مشکل دیگر هم وجود دارد: هر جسم زنده‌ای حتی گیاهان باید گرمای زائد را رها و از خود دور کنند. در زمین بر اثر گرما و سرما، هوا حرکت می‌کند و جریان می‌یابد اما واضح است که در بی‌وزنی، این جریان به وجود نمی‌آید.
در سال‌های ١٩۶٧ و ١٩۶٨ آزمایش‌های متعددی در این زمینه صورت گرفت، ولی هیچ‌یک از آنها موفقیت‌آمیز نبود. در سال ١٩٧۶، در مأموریت ۶٣روزه‌ی سایوز-١٨، بذر و دانه‌ی تعداد زیادی از گیاهان مختلف را با فضاپیمای «سالیوت-۴» به مدار فرستادند. «سواستیانف» و «کلیموک» کیهان‌نوردان این سفینه، نهایت رسیدگی و مراقبت را درباره‌ی هریک از این دانه‌ها به عمل آوردند. در ابتدا همه‌چیز به‌خوبی پیش می‌رفت، تخم‌ها نیش زده و جوانه‌ها شروع به رشد کردند، اما هیچ‌کدامشان آن‌قدر زنده نماندند تا غنچه دهند چه رسد به شکفتن و گل دادن. در سال‌های بعد فضانوردان کاشت گندم، ذرت، گل‌کلم و حتی علف هرز را که زود رشد می‌کند و تخم هم می‌دهند، امتحان کردند. در سال ١٩٧٩ یک بوته لاله (که گل کرده بود) را با یک سفینه‌ی تدارکاتی بدون سرنشین به فضا فرستادند، اما روز بعد، آن بوته لاله هم پژمرد. یک سال بعد، بوته‌های برگزیده‌شده‌ای از نوع گل ارکیده را به فضا فرستادند. اما به محض رسیدن به مدار، گلبرگ‌های آنها ریخت و بوته‌ها پژمرده شدند و از بین رفتند. در تکرار این آزمایش‌ها باز هم هیچ توفیقی حاصل نشد. گلبرگ‌ها دوباره ریختند، اما خود بوته‌ها زنده ماندند و پس از آنکه آنها را به زمین بازگرداندند، بلافاصله گل دادند. اما چرا در فضا نمی‌شکفتند؟
گروهی از دانشمندان، استدلال کردند که این مشکل، ناشی از شرایط بی‌وزنی است و چاره‌ای برای آن وجود ندارد. برخی دیگر معتقد بودند که اگر محیط مناسبی تأمین شود، گیاهان حتی در فضا هم رشد می‌کنند و به بلوغ می‌رسند و می‌شکفند و دانه‌های خود را تولید می‌کنند. گروهی هم روش آبیاری را دلیل شکست می‌دانستند زیرا در آن سال‌ها به روش دستی، به آنها آب می‌دادند. وقتی که فضانورد دکمه را فشار می‌داد، آب وارد دریچه می‌شد. با توجه به اینکه در فضا، رشد گیاهان دیرتر صورت می‌گیرد، آب زیادی نیاز نیست. اما سبزی‌ها نرم و پلاسیده می‌شدند و شکل نامساعدی داشتند.
در سال‌های بعد، کیهان‌نوردان توانستند در ایستگاه‌های فضایی سالیوت گیاهانی را به عمل آورند و به این ترتیب جوانه‌های امید برای کشاورزی در فضا شکوفا شد. فواید عملی کشاورزی در ایستگاه‌های مداری زیاد است که از جمله می‌توان به تغذیه‌ی بهتر و سلامت بیشتر کیهان‌نوردان، همچنین کاهش محموله‌های تدارکاتی برای مأموریت‌های فضایی اشاره کرد. علاوه بر این، گیاهان زنده، عمل تصفیه‌ی آب و هوا را نیز انجام می‌دهند. رسیدگی به گیاهان می‌تواند سرگرمی خوبی برای سرنشینان ناوهای کیهانی باشد به‌ویژه در مأموریت‌های طولانی‌مدت که مشغولیت فکری و روحی، عامل بسیار مهمی محسوب می‌شود. «الکساندر کالری» که در ایستگاه فضایی بین‌المللی در کاشت لوبیا موفق بود، درباره‌ی وابستگی روحی کیهان‌نوردان به دست‌پرورده‌های خود می‌گوید: «ديدن گياهان تازه ما را خوشحال می‌كرد. شكوفه دادن گل‌ها ما را به وجد می‌آورد. خاموش‌كردن گلخانه كار بسيار دشواری برای ما بود و ناراحتمان كرد چون تمام گل‌ها، حتی آنهایی كه ديرتر و كندتر از بقيه رشد كرده بودند، بالاخره گل داده بودند. اما چاره‌ی ديگری نبود و ما می‌بايست به زمين بازمی‌گشتيم».
در ابتدای سال‌های ٩٠، باغچه‌های خودکار ساخته شد که رطوبت قسمت‌های مختلف خاک باغچه، درجه حرارت هوا و حرارت موجود در منطقه‌ی ریشه را با ابزارهای مخصوص اندازه‌گیری می‌کرد. اطلاعات و آمار به زمین می‌آمد و کارشناسان می‌توانستتد بفهمند چه اتفاقی برای گیاهان رخ می‌دهد. هم کارشناسان آمریکایی و هم روسی، بنا بر دلایل متعدد، با ایجاد باغچه‌هایی در ایستگاه فضایی موافق‌اند. در سال ١٩٩٣ زیست‌شناسان روسیه و آمریکا آزمایش‌های مشترکی را شروع کردند. در نتیجه‌ی این آزمایش‌ها، باغچه‌ی جادویی برای کاشت سبزی‌ها در فضا به وجود آمد که دارای برنامه‌ی کنترل رایانه‌ای بود و ابزارهای آن نه‌تنها می‌توانستند حرارت و رطوبت را اندازه‌گیری کنند، بلکه سرعت فتوسنتز و غلظت گازکربنیک و هیدروژن را هم کنترل می‌کردند.
به نظر می‌رسید دیگر می‌شود سبزی‌هایی را در فضا به عمل آورد که گذاشتن آنها روی میز غذاخوری، باعث خجالت و شرمندگی نشود. اما کاشت گندم در باغچه جدید در سال ١٩٩۶ برای زیست‌شناسان تحقیقات جدیدی را به وجود آورد. با اینکه برگ‌های زرد و ساقه‌های پلاسیده‌ای دیده نمی‌شد، اما گیاه، قیافه‌ی ظاهری غیرطبیعی داشت.
البته اين گندم از نوع خاصی بود که زیاد قد نمی‌کشید و بوته‌های آن سه برابر کوچک‌تر از زمین رشد می‌کرد، اما خوشه‌های آن برعکس سه برابر بزرگ‌تر بود. جالب آنکه با وجود خوشه‌های بسیار، هیچ دانه‌ای روی آنها نبود! بعدها، روی چند گیاه دیگر هم آزمایش‌هایی در مدار انجام شد که نتیجه‌ی یکسانی به دست آمد. فرضیه‌های زیادی وجود داشت که چرا این اتفاق رخ می‌دهد. برخی فکر می‌کردند در بی‌وزنی، هورمون‌ها به شکل دیگری عمل می‌کنند و این باعث چنین رشدی است. اما بعد از آزمایش‌هایی که روی هوای درون سفینه و آزمایش‌های میکروسکوپی که روی خاک و گرمای گیاهان صورت گرفت، مشخص شد یکنواخت نبودن اتیلن باعث این وضع بوده است. پس از اینکه ما انواع گیاهانی را که در مقابل اتیلن مقاومت دارند، به کار گرفتیم، پیشرفت آزمایش‌ها قابل‌توجه شد. کارشناسان تا به حال ٣٠ نوع کاهوی چینی و ژاپنی پیدا کرده‌اند که در فضا به‌خوبی رشد می‌کنند. کارشناسانی که روی این موضوع کار می‌کنند، معتقدند پیشرفت قابل‌توجهی داشته‌اند. درحال‌حاضر كشت و پرورش سبزی، يكی از كارهای موردعلاقه‌ی فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی است. این گیاهان نه‌تنها رشد بسیار خوبی داشتند، بلکه نسل دوم یعنی بذر آنها هم به دست آمد. بخشی از این بذر در ایستگاه باقی ماند تا برای دستیابی به نسل سوم مجدداً کشت شود و قسمتی را هم برای آزمایش و بررسی به زمین فرستادند. کارشناسان امیدوارند کشت و پرورش گیاهانی مثل کاهو و لوبیا سبز به ایجاد واحد نمونه‌ای از مزرعه‌ی فضایی در ایستگاه منجر شود که فعلاً به طور غیررسمی «ماشین سالاد» نام گرفته است. یکی از محصولات گلخانه‌ی جدید ایستگاه فضایی، انواع فلفل شیرین خواهد بود، اما آنان بعید می‌دانند فضانوردان به این زودی بتوانند از میوه‌هایی که خود در فضا پرورش داده‌اند، استفاده کنند. حمل گلخانه‌ی «لادا-٢» به ایستگاه فضایی بین‌المللی برای ماه‌های پایانی سال ٢٠١۶ یا اوایل ٢٠١٧ برنامه‌ریزی شده است.
منبع: روزنامه شرق