Especias en el espacio: dentro del innovador proyecto de pimiento chile de gravedad cero de la NASA
Hace unas semanas, los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) disfrutaron de un festín muy especial de tacos, que incluía pimientos frescos Hatch cultivados en órbita. Más que un poco de diversión para la tripulación, estas fueron las primeras plantas con flores cultivadas, cosechadas y consumidas en el espacio, y representan un salto adelante en la complejidad de las plantas cultivadas en microgravedad.
Para saber cómo se cultivan verduras frescas y sabrosas en el espacio, hablamos con LaShelle Spencer, la líder del equipo científico del proyecto para el experimento de chile, quien supervisó el proyecto desde la selección y preparación de las semillas hasta el empaquetado para su lanzamiento y el monitoreo remoto de las plantas. a medida que crecían en la EEI y supervisaban la primera cosecha.
Un acogedor entorno vegetal en el espacio.
El objetivo del proyecto era simple: demostrar que es posible cultivar un cultivo de flores complejas como los chiles en el espacio. Si bien es relativamente fácil cultivar verduras de hoja verde como la col rizada en la EEI, y los proyectos recientes han tenido éxito en el cultivo de verduras como rábanos y trigo, cultivar chiles es más complejo que estos proyectos anteriores, tanto porque las plantas requieren una polinización cuidadosa como porque requiere mucho más para que crezcan (alrededor de cuatro meses) en comparación con cultivos más rápidos como la lechuga y los rábanos.
Los cultivos se cultivaron en un contenedor especial en la ISS llamado Advanced Planet Habitat, un sistema totalmente automatizado que los investigadores en el terreno pueden controlar de forma remota. Se toman fotos de las plantas dentro del hábitat todos los días, y los investigadores pueden controlar muchos aspectos del entorno, como ajustar las luces LED rojas, verdes y azules o la temperatura dentro del tanque de cultivo.
La APH es un entorno cerrado. En comparación con cuando creces en una jardinera, Spencer dijo: “Tienes la madre naturaleza. Tienes sol y todo el espectro [de luz] ". En APH, solo hay un espectro limitado de luz disponible y las plantas pierden la luz ultravioleta, lo que hace que los pimientos desarrollen pequeños tumores en la parte inferior de sus hojas. Esto no es un problema para el tipo de planta de pimiento Hatch elegida, pero puede ser un problema para otras variedades.
Otro problema es la fertilización. “Usamos fertilizantes de liberación prolongada”, explicó Spencer. “Teníamos que asegurarnos de tener la combinación correcta de nutrientes para llevarnos a cabo en un experimento de 120 días. Es una mezcla de calcio, nitrato de magnesio, cosas así. Y cuando se van, se van. No hay forma de agregar más nutrientes al sistema ".
Ajustar las condiciones sobre la marcha
Si bien el equipo de Spencer tenía un dispositivo similar al APH en su laboratorio para realizar pruebas, y lo usaron para simular las condiciones que requerían las plantas, todavía era un desafío predecir exactamente qué condiciones necesitarían los chiles para crecer en el espacio. “Tuvimos que ajustarnos sobre la marcha”, dijo, lo que podían hacer desde el suelo modificando factores como los niveles de luz en el hábitat o los niveles de depuración de ciertos químicos del medio ambiente.
Por ejemplo, los requisitos de agua de las plantas eran diferentes en la Tierra que en la estación espacial, que detectaron al mirar fotografías de las plantas a medida que crecían. “El requerimiento de agua es probablemente un 10-15% más alto que lo que estábamos haciendo en el suelo”, explicó Spencer, lo que se debió a la forma en que el agua descansaba y se movía alrededor del APH en microgravedad.
Las plantas sin gravedad crecen de forma extraña
Incluso con todos estos ajustes, todavía había diferencias en la forma en que las plantas crecían en microgravedad. En las condiciones de gravedad de la Tierra, el tipo de chile que se usa crece hacia arriba, con las flores y la fruta colgando. “En microgravedad, las plantas tenían una morfología más espesa y crecían paralelas al soporte científico [la bandeja en la que se plantan las semillas]. Las flores se abrieron hacia arriba y algunas de las frutas también se abrieron hacia arriba ”, explicó Spencer.
Esta diferencia en la forma de la planta tampoco es solo una curiosidad, ya que puede haber afectado la forma en que se polinizan las plantas. El equipo de Spencer descubrió que su cultivo de chile tardaba más en polinizar en órbita que en el suelo, y cree que esto podría deberse a que, cuando las flores apuntan hacia arriba, las ráfagas de aire que utilizan para la polinización podrían haber alejado el polen de la flor. en lugar de sacudir una flor que mira hacia abajo y dejar que el polen se mezcle dentro de la flor.
"La microgravedad definitivamente tuvo un efecto enorme en la morfología de las plantas", dijo, pero la microgravedad no afecta a todas las plantas de la misma manera. “Hemos estado cultivando verduras de hoja verde en VEGGIE durante un tiempo, y cuando obtenemos el agua adecuada, les va muy bien. No hay nada que decir que sean diferentes de lo que cultivamos en el suelo. Ahora que nos hemos trasladado a cultivos frutales, definitivamente hay una diferencia ".
Una de las mayores diferencias fue que las plantas en el espacio resultaron un 50% más pequeñas que las del suelo. Pero los chiles que producían todavía eran considerables, alcanzando hasta cuatro o cinco pulgadas de largo.
Sabrosos tacos espaciales
Entonces, ¿por qué cultivar chiles? Bueno, para empezar, tienen un alto contenido de vitamina C y las plantas son lo suficientemente resistentes como para crecer bien incluso en condiciones difíciles. Además del aspecto nutricional, el picante característico de los chiles es muy deseable entre los astronautas, dijo Spencer: “La tripulación, debido a que el ambiente de microgravedad afecta sus papilas gustativas, siempre han expresado su deseo de alimentos más picantes. ¡Les gusta la salsa picante! "
A pesar de toda la complejidad del cultivo de pimientos, la primera cosecha fue un gran éxito. "¡Fue increíble!" Dijo Spencer. Ella y su equipo miraron fotos de la cosecha de pimientos y enviaron instrucciones al astronauta Mark Vande Hei para que escogiera siete para cosechar. En su mayoría eran verdes, con un pimiento rojo. Después de haber recogido cuidadosamente los pimientos, los astronautas los cortaron en cubitos y los disfrutaron en tacos, que la astronauta Megan McArther describió como "¡Fiesta del viernes!"
¡Fiesta del viernes! Después de la cosecha, probamos el chile rojo y verde. Luego completamos las encuestas (¡tengo que tener los datos! ). Finalmente, hice mis mejores tacos espaciales hasta ahora: carne de fajita, tomates rehidratados y amp; alcachofas, y HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5u pic.twitter.com/fJ8yLZuhZS
& mdash; Megan McArthur (@Astro_Megan) 29 de octubre de 2021
Un impulso psicológico
Esto apunta a una de las grandes ventajas de cultivar alimentos frescos en el espacio: no solo es bueno para la salud física de los astronautas comer verduras frescas, sino que también es excelente para su bienestar mental . Los experimentos psicológicos sobre el terreno han demostrado que las plantas nutritivas pueden generar sentimientos de satisfacción y orgullo y pueden ayudar a mejorar el estado de ánimo y reducir el estrés . Es probable que ocurra lo mismo con los astronautas, especialmente considerando que se encuentran en un entorno cerrado con poco acceso a la naturaleza.
Mientras que el equipo de Spencer todavía está esperando datos sobre cómo se sintieron los astronautas sobre el cuidado de los chiles (completaron un cuestionario sobre sus experiencias como parte del experimento), ella dijo que pensaba que los astronautas estaban teniendo una experiencia positiva cuando observó ellos interactuando con las plantas. “Veo emoción en sus rostros cuando los veo en las cámaras”, dijo. "Puedo decir que les encanta la forma en que huelen".
Los astronautas también pueden pasar tiempo con las plantas entre los momentos en que realizaban operaciones como la cosecha. “Pudieron quitarse la cubierta y mirar por la ventana en su tiempo libre”, dijo Spencer. Y eso resultó ser útil para el experimento también, ya que uno de los miembros del equipo vio una planta que estaba desarrollando un problema común llamado pudrición del extremo de la flor durante su tiempo libre, que luego se retiró del cultivo.
¿Qué sigue para las plantas en el espacio?
Con la primera cosecha completa, el experimento aún no ha terminado. Seguirán creciendo más chiles, y la próxima cosecha está programada tentativamente para el 26 de noviembre. Con el tiempo, algunos chiles volverán a la Tierra, donde su composición genética se comparará con chiles similares cultivados en la Tierra, y Spencer y su equipo realizar un análisis nutricional.
Spencer también dice que hay muchas más preguntas que quiere investigar sobre cómo la microgravedad afecta la polinización y la fructificación, ya que estamos lejos de tener una comprensión completa de cómo la falta de gravedad afecta a estas plantas complejas. Sin embargo, por ahora, estamos un paso más cerca de brindarles a los astronautas alimentos deliciosos y saludables, y de aprender mucho sobre las plantas en el proceso.