11 июля 2022 года.
Вопрос о том, стоит ли тратить деньги на освоение космоса или направить их на решение серьезных проблем на Земле, таких как изменение климата и нехватка продовольствия, является спорным. Но один из аргументов в пользу освоения космоса говорит о преимуществах, которые на самом деле помогают изучать, отслеживать и решать такие серьезные проблемы, как изменение климата и производство продуктов питания.
По мере расширения доступа к космосу потенциал земных выгод, напрямую связанных с его освоением, растет в геометрической прогрессии.
Например, сельское хозяйство значительно улучшилось благодаря применению космических достижений для решения наземных задач. Сейчас все чаще можно встретить продукты питания, произведенные с помощью космических технологий, например сублимированные продукты, или благодаря мониторингу урожая с помощью космических обсерваторий.
Мониторинг сельскохозяйственных угодий
Спутниковый мониторинг — это, пожалуй, наиболее реализованное преимущество космоса для сельского хозяйства. Спутники, словно мысленные глаза в небе, днем и ночью следят за сельскохозяйственными угодьями по всему миру. Специализированные датчики на соответствующих спутниках (например, Landsat НАСА, Envisat Европейского космического агентства и RADARSAT Канадского космического агентства) отслеживают различные параметры, имеющие отношение к сельскому хозяйству.
Датчики, отслеживающие влажность почвы, могут сообщить нам, когда и как быстро почва высыхает, что поможет направить более эффективное орошение в региональном масштабе. Погодные спутники помогают предсказывать засуху, наводнения, характер осадков и вспышки болезней растений.
Спутниковые данные помогают прогнозировать угрозу отсутствия продовольственной безопасности или неурожай.
Наука о растениях
В космосе обитают не только безжизненные машины. Людям удалось выжить и вырастить растения на низкой околоземной орбите на борту нескольких космических кораблей и станций. Космос — идеальная «суровая среда» для существования жизни, в том числе и растений, благодаря таким новым стрессовым факторам, как космическая радиация и отсутствие гравитации.
Космический биолог Анна-Лиза Пол описывает растения как способные «заглянуть в свой генетический инструментарий и переделать необходимые им инструменты», чтобы адаптироваться к новым условиям космоса. Новые инструменты и модели поведения, проявляющиеся у растений в условиях космического полета, могут быть использованы для решения проблем, с которыми сталкиваются сельскохозяйственные культуры в условиях меняющегося климата Земли.
Исследователи НАСА отправили семена хлопчатника на Международную космическую станцию, чтобы понять, как корни хлопчатника растут в условиях отсутствия гравитации. Результаты исследования помогут вывести сорта хлопчатника с более глубокой корневой системой, которая позволит эффективнее получать и поглощать воду из почвы в районах, подверженных засухе.
Сельскохозяйственные технологии
Вскоре люди отправятся на Луну, а затем и на Марс. Там астронавтам придется выращивать собственную пищу.
Космические агентства работают над созданием специализированных систем, обеспечивающих условия, необходимые для выращивания растений в космосе. Эти системы представляют собой контейнеры, которые могут контролировать внутреннюю среду и выращивать растения без почвы под светодиодными лампами. Исследования NASA в области систем контролируемой среды для выращивания растений стали основой для развития современного сектора вертикальных ферм — крытых ферм, которые выращивают культуры в штабелях без почвы под фиолетовой дымкой светодиодов.
В настоящее время вертикальные фермы — это бурно развивающаяся отрасль, позволяющая получать огромные объемы свежих и полезных листовых культур, используя при этом лишь малую часть воды и питательных веществ, которые используются в наземных фермерских системах. Вертикальные фермы могут быть созданы в пределах городов, непосредственно там, где есть спрос, что сокращает необходимость в транспортировке на большие расстояния.
Поскольку культуры выращиваются в закрытых помещениях в контролируемой среде, вертикальные фермы позволяют существенно снизить потребление гербицидов и пестицидов, а также повторно использовать воду и предотвращать сток питательных веществ.
Космическое сельское хозяйство, преимущества для Земли
Учитывая ограничения космического пространства, технологии выращивания культур должны быть более энергоэффективными и требовать минимального участия человека. Кроме того, культуры должны быть богаты питательными веществами и способны выдерживать высокие нагрузки. Эти характеристики желательны и для земных культур.
Ученые разрабатывают более ресурсоэффективную культуру картофеля, в которой можно употреблять все растение целиком, включая корни, побеги и плоды. Такие культуры будут играть ключевую роль в решении проблем продовольственной и пищевой безопасности на Земле и в космосе.
Освоение космоса стало одним из главных двигателей технического прогресса. Возрождение интереса к космосу может принести пользу сельскому хозяйству на Земле, предоставив новые возможности для его улучшения. Инновации, которые буквально выходят за пределы этого мира, могут дать нам инструменты для решения проблемы производства продовольствия в условиях надвигающихся угроз, связанных с глобальным изменением климата.
Авторы: Аджвал Дсуза, кандидат наук, экологические науки, Университет Гельфа, и Томас Грэм, доцент, экологические науки, Университет Гельфа.
