Como as plantas crescem no espaço?

Para os humanos sobreviverem fora da Terra, precisaremos de vegetais para comer e flores para admirar.

Equipe Copra / NASA

No início deste mês, pequenas plantas verdes brotou na Lua.

As plantas chegaram como sementes de algodão, enfiadas dentro da Chang'e 4, uma espaçonave chinesa que pousou, em uma história inédita, do outro lado da lua, o lado que nunca se vira para a Terra. As sementes vieram com o confortos de casa : água, ar, solo e um sistema de aquecimento para aquecimento. Amontoadas, as mudas parecia uma floresta em miniatura de um verde profundo. Uma sugestão de vida em um mundo árido.

E então, cerca de uma semana depois, todos eles faleceu .

A noite lunar havia começado. Sem muita luz do sol, as temperaturas da superfície perto da espaçonave despencaram para –52 graus Celsius (–62 graus Fahrenheit). O sistema de aquecimento dos rebentos não foi projetado para durar. As plantas congelaram.

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O espaço exterior, como você pode esperar, não é bom para as plantas, ou pessoas, ou a maioria dos seres vivos, exceto talvez para tardígrados , aquelas criaturas microscópicas que parecem pequenos ursos. Se você retirasse uma margarida da Estação Espacial Internacional e a expusesse ao vácuo do espaço, ela morreria imediatamente. A água em suas células sairia correndo e se dissiparia na forma de vapor, deixando para trás uma flor liofilizada.

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O experimento da China marcou a primeira vez que matéria biológica foi cultivada na lua. (Já existe matéria biológica na lua, em que a NASA refere-se educadamente como dispositivos de coleta de defecação.) Mas as plantas floresceram no espaço durante anos. Eles só precisam de um pouco mais de cuidado e atenção do que seus pares terrestres.

O primeiro a florescer no espaço foi Arabidopsis thaliana , uma planta delgada com flores brancas, em 1982, a bordo da Salyut, uma agora extinta estação espacial russa. A espécie de planta inaugural foi escolhida por razões práticas; cientistas chamam Arabidopsis thaliana a mosca da fruta da ciência das plantas, graças a um ciclo de vida bastante rápido que permite muitas análises em um curto espaço de tempo.

Agora, as plantas crescem na Estação Espacial Internacional, o único laboratório da humanidade acima da Terra. Eles são cultivados em câmaras especiais equipadas com luzes artificiais que fingem ser o sol. As sementes são plantadas em substâncias ricas em nutrientes, que se assemelham a areia de gato, e espalhadas com pelotas de fertilizante. A água, incapaz de fluir por si mesma, é administrada com cuidado e precisão às raízes. Na microgravidade, os gases às vezes se aglutinam em bolhas e, no alto, os ventiladores empurram o ar para manter o fluxo de dióxido de carbono e oxigênio.

A câmara mais avançada da estação, do tamanho de um minigeladeira, possui sensores precisos que monitoram as condições internas, e tudo o que os astronautas precisam fazer é adicionar água e trocar os filtros. Os cientistas podem controlar tudo, desde a temperatura e umidade até os níveis de oxigênio e dióxido de carbono.

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As plantas não evoluíram para existir nesta configuração incomum. Mas os astronautas cultivaram várias variedades de alface, rabanete, ervilha, zínia e girassóis , e eles fazem muito bem. As plantas são muito adaptáveis ​​e têm que ser - elas não podem fugir, diz Gioia Massa, cientista do Centro Espacial Kennedy da NASA que estuda plantas em microgravidade.

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Cientistas eram surpreso aprender que a falta de gravidade, a força que moldou nossos processos biológicos, não atrapalha o desenvolvimento das plantas. Na Terra, as plantas produzem raízes em formato de filigrana, à medida que crescem longe de suas sementes em busca de nutrientes. Os cientistas há muito supunham que os movimentos eram influenciados, em parte, pela força da gravidade. Na Estação Espacial Internacional, as raízes exibiram o mesmo padrão, sem a gravidade como guia.

As plantas não se importam muito com a gravidade se você conseguir obter o ambiente certo, diz Massa.

Para a NASA, as câmaras de crescimento na estação espacial são as predecessoras das fazendas extraterrestres além da Terra. Se os seres humanos alguma vez viajarem para outro planeta, eles precisarão de comida suficiente para a viagem. NASA tem passou anos aperfeiçoando entradas e lanches termoestabilizados ou liofilizados para astronautas na Estação Espacial Internacional, de ovos mexidos a frango teriyaki. As refeições devem durar, mas não sobreviveriam à longa jornada até Marte, diz Julie Robinson, a cientista-chefe da Estação Espacial Internacional.

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Não temos um sistema hoje que preservaria todos os nutrientes dos alimentos por todo esse tempo, mesmo que estivessem congelados, diz Robinson.

Os futuros astronautas de Marte provavelmente trarão com eles uma variedade de sementes, um cofre do tipo Svalbard para dar o pontapé inicial nas primeiras gerações de safras. Nenhum será capaz de crescer em solo marciano , que se assemelha a cinzas vulcânicas; é desprovido de matéria orgânica - formada na Terra por gerações de plantas decompostas - que sustenta a vida. Ele também contém compostos químicos que são tóxicos para os humanos. Os astronautas podem eliminar as toxinas com suas próprias soluções químicas e converter o solo em algo viável, mas pode ser mais fácil replicar as câmaras de crescimento da Estação Espacial Internacional.

Em Marte, as plantas provavelmente crescerão em estufas climatizadas, a partir de géis ricos em nutrientes e sob iluminação forte, com água fornecida por soluções líquidas em suas raízes ou por uma fina névoa liberada do teto. E qualquer pessoa que viva em Marte precisará de muitos desses jardins alienígenas; você não pode cultivar uma salada de uma placa de Petri.

Os astronautas já fizeram uma salada espacial. Em 2015, os astronautas na estação espacial foram permitidos experimentar as folhas de uma alface romana cultivada em Primeira câmara de crescimento de alimentos frescos da NASA . Eles adicionaram um pouco de molho balsâmico e deram uma mordida. Isso é incrível, disse então o astronauta da NASA Kjell Lindgren. Tem gosto bom.

Ninguém na Terra experimentou um vegetal espacial ainda, de acordo com Massa. Algumas plantas cultivadas na estação são enviadas ao solo para estudo no laboratório, mas geralmente voltam congeladas ou preservadas em solução química. Congelados seria melhor, mas não acho que picolés de alface serão muito populares tão cedo, diz ela.

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Os cientistas da NASA estão pensando em mais do que nutrição nesses experimentos. Cultivar plantas apenas pelo cultivo de plantas é muito bom. Pesquisa tem mostrando que a jardinagem é calmante e pode ser benéfica para uma boa saúde mental. Futuros astronautas do espaço profundo, confinados em uma pequena nave durante anos com as mesmas pessoas, precisarão de todas as atividades relaxantes que puderem encontrar. Plantas, especialmente flores, cultivadas não para consumo, mas para decoração, podem ajudar astronautas distantes a se sentirem conectados aos confortos da Terra.

Há uma grande alegria em cultivar e regar as plantas e produzir uma flor, diz Robinson, o cientista da ISS. Também pode haver uma tristeza real se as plantas que você está cultivando não tiverem sucesso e estiverem morrendo.

Qualquer pessoa que comprou com entusiasmo uma suculenta e testemunhou inexplicavelmente murchar dias depois pode contar. Imagine a magnitude dessa decepção em Marte, onde a loja mais próxima fica em todo o sistema solar, e a única opção é cultivar outra.