Roketler, keşif araçları ve iniş modülleri, ABD'nin insanları Ay'a geri gönderme odağıyla ticari uzay endüstrisinin dikkatini çekmiş olsa da, bir avuç şirket kritik bir sonraki adıma odaklanmış durumda: Astronotlar Ay'a vardıklarında onları beslemek.
NASA, en erken 2028'de bir Ay üssü kurmayı hedefliyor ve gıda üretimi, astronotların uzun süreli keşifler sırasında hayatta kalmasını sağlayacak sürdürülebilir bir varlık oluşturmanın anahtarı olacak. Ajans, Uluslararası Uzay İstasyonu'nda (ISS) mikro yerçekiminde bitki büyümesi üzerine yıllardır çalışmalar yürütüyor. Ancak astronotların tamamen uzayda yetiştirilen ürünlerle bir salata yapabilmesi için daha yıllar var. Orada mahsul üretimini ölçeklendirmek için ek deneyler ve yeni yeteneklerin geliştirilmesi muhtemelen daha da uzun sürecek.
Ancak bazı firmalar, Ay'da ve potansiyel olarak daha ötesinde insanlar için güvenilir ve besleyici bir gıda sistemi oluşturma hedefiyle bugün gerekli teknolojiyi inşa etmek için sözleşme altında çalışıyor.
Bu bahar, NASA, bitki yetiştirme teknolojileri için Küçük İşletme Yenilik Araştırması (SBIR) teklifleri istedi ve benzer türde yenilikler için birden fazla sözleşme fırsatı sunuyor.
Bu tür teknolojileri zaten geliştiren işletmeler için bu, uzay tarım sistemlerinin ticari uzay endüstrisinin daha büyük bir parçası haline gelebileceğine ve deneyleri ile teknolojilerinin Ay, Mars ve derin uzayda büyük ölçekli gıda üretiminin temelini oluşturabileceğine dair umut verici bir işaret.
Sektör genelinde şirketler ve araştırma ekipleri, modüler bitki kapsülleri inşa ediyor, daha büyük Ay serası tasarımlarını geliştiriyor, Ay yüzeyinde yetiştirilmesi zor bitkileri yetiştirmeye hazırlanıyor ve büyümeyi engellemeden önce bitki stresini tespit edebilen monitörler geliştiriyor.
Birlikte ele alındığında bu teknolojiler, uzay istasyonlarında, Ay'da ve Mars'ta dünya dışı mahsul üretiminin nasıl görünebileceğine dair bir fikir veriyor.
Çevre ve gıda güvenliği teknolojisi geliştiren SafetySpect'in kurucu ortağı ve baş teknoloji sorumlusu Fartash Vasefi, "Otonom kontrollü çevre tarımı ve ticari uzay altyapısı beklendiği gibi gelişmeye devam ederse, hedef pazar sonuçta yıllık on milyonlarca dolar gelir elde eden bir şirketi destekleyebilir" dedi.
Dünya Dışında Mahsul Yetiştirmek
Ay, doğal bir bahçe için uygun değil. Bu nedenle astronotların bir bahçe için gerekli malzemeleri yanlarında götürmeleri gerekecek.
NASA, yörüngede, Ay'da veya diğer gezegenlerde yaşayan ekipleri beslemek için mahsul yetiştirme ortamı geliştirmek üzere birden fazla girişimi finanse etti. Farklı ekipler, dünya dışı tarım için büyüme odaları, seralar ve diğer teknolojiler geliştiriyor.
İki önemli örnek, Dünya'da gıda yetiştirmek için kullanılan aynı kavram ve tekniklerin elverişsiz ortamlara nasıl uyarlanabileceğini gösteriyor. Space Lab Technologies'in bir Artemis Ay inişi için geliştirdiği bir bilim misyonu deneyi olan Lunar Effects on Agricultural Flora (LEAF), Ay ortamının bitki büyümesini ve besin içeriğini nasıl etkilediğini inceleyecek.
Bu arada Interstellar Lab, şirketin sonunda diğer gezegenlerdeki insan ekiplerini sürdürebilecek bir sera üzerinde çalışıyor.
Mart 2024'te üç Artemis 3 misyonu bilim deneyinden biri olarak seçilen LEAF deneyi, gelecekteki bir insanlı görev sırasında Ay yüzeyine yerleştirilecek küçük, güneş enerjili bir büyüme odası inşa etmeyi içeriyor.
Oda, uzayda büyüme geçmişleri, gıda potansiyelleri, küçük boyutları ve hızlı büyümeleri nedeniyle seçilen üç bitkiye (hardal ailesinden iki brassica rapa çeşidi ve fare kulağı teresi) ev sahipliği yapacak. Yerleşik güneş panellerinden gelen güçle çalışan sağlam, kutu şeklindeki oda, dört yayvan bacakla Ay yüzeyine yerleştirilecek ve bitkilerin üç ila beş gün boyunca büyümesi için gerekli ışığı, besinleri, suyu ve atmosferi otonom olarak sağlayacak. Ekip, fide örneklerini çıkaracak ve analiz için Dünya'ya geri getirecek.
Deney, Ay'ın kısmi yerçekimi ve uzay radyasyonunun fotosentezi ve bitki besin içeriğini nasıl etkilediğini inceleyecek. Ayrıca, bitkilerin Ay stresine karşı dayanıklılığına katkıda bulunan genetik özellikler olup olmadığını da araştıracak. Amaç iki yönlü: Uzayda büyüme, beslenme ve karbondioksitten oksijene dönüşüm için en uygun mahsulleri nasıl seçeceğini veya yetiştireceğini öğrenmek ve bitkilerin Ay koşullarında en iyi şekilde büyümesine yardımcı olmak için ekipmanı iyileştirmek.
NASA'nın orijinal Artemis planlarındaki değişiklikler göz önüne alındığında, LEAF'in planlı bir fırlatma tarihi yok, ancak ajansın 2028 için planladığı iki Artemis Ay inişinden biri için geliştiriliyor.
Bitki büyüme odası, Space Lab'de yaklaşık 10 yıllık NASA destekli teknoloji geliştirmeye dayanıyor. Şirketin 2017'deki ilk NASA sözleşmesi, 2020 ve 2025'teki bir Blue Origin New Shepard uçuşu sırasında mikro yerçekiminde besleyici su bitkilerini sulayan ve hasat eden bir büyüme odası inşa etmesine yardımcı oldu; şirket daha sonra bu teknolojiyi LEAF için uyarladı. O zamandan beri, Boulder, Colorado merkezli şirket, otonom bir bitki sağlığı izleme cihazı ve hatta Mars için bir sera kubbesi konsepti de dahil olmak üzere uzay tarımı teknolojisi için 15 NASA sözleşmesiyle 19,3 milyon dolar fon sağladı.
Space Lab başkan yardımcısı ve iş geliştirme sorumlusu Christine Chamberlain, bu tür biyorejeneratif teknolojilerin daha uzak ve daha uzun süreli uzay keşifleri için anahtar olduğunu söyledi.
Chamberlain, "Uzayda, ister alçak Dünya yörüngesinde (LEO) ister bir Ay üssünde veya Mars'ta daha sürdürülebilir bir varlığa sahip olmaya başladığımızda, tükettiğiniz şeyleri geri dönüştürebilme, yeniden kullanabilme veya yeniden üretebilme ihtiyacı, ihtiyacınız olan her şeyi Dünya'dan yanınızda götürmek zorunda kalmadan bu keşfi sürdürebilmek için giderek daha gerekli hale gelecek" dedi.
Chamberlain, uzay tarımı teknolojilerinin aynı zamanda önemli bir ticari potansiyele sahip olduğunu, çünkü bu sistemlerde üretilen bitkilerin biyolojik üretimde kullanılabileceğini ve uzayda ilaç, biyoyakıt veya plastik gibi diğer önemli malzemelerin üretimine yol açabileceğini ekledi.
Chamberlain bunu bizzat gördü; Space Lab, ekstraksiyon sürecini sürdürmeye yardımcı olmak için bitki yetiştirecek rejeneratif bir Ay mineral madencilik tesisi için ayrı bir NASA destekli proje üzerinde çalıştı.
Diğer dünyalar için seralar üzerinde çalışan bir diğer şirket ise Interstellar Lab. Şirket, 2018'de Mars'ta kopyalanabilecek Ay seraları konseptiyle yola çıktı. O zamandan beri, Paris'te ve Kennedy Uzay Merkezi'nde ofisi bulunan biyo-tarım teknolojisi girişimi, uzayda bitki yetiştirmek için daha küçük otonom kapalı döngü sistemler geliştirdi.
Bunlardan biri, gelecek yıl fırlatılması planlanan Vast'ın Haven-1 uzay istasyonunda yer alacak. Üç yıl boyunca dört görev boyunca astronotlar, bitki büyüme odasına farklı tohumlar ve mahsuller içeren bölmeler getirecek. Sistem, sıcaklık, aydınlatma, sulama ve daha fazla büyüme koşulunu gerçek zamanlı olarak optimize etmek ve otonom olarak yönetmek için yapay zeka kullanacak, ardından bitkilerin büyümesiyle ilgili verileri toplayıp analiz edecek.
Interstellar Lab ayrıca, NASA'nın 2024'te 750.000 dolarlık büyük ödülünü kazanan Derin Uzay Gıda Yarışması için altı büyüme odasına sahip benzer bir sistemin prototiplerini de oluşturdu. Şirket, bu Teknoloji Hazırlık Seviyesi (TRL) 5 teknolojisi için ajansdan 1 milyon dolar aldı.
Interstellar Lab'in kurucusu ve CEO'su Barbara Belvisi, her iki LEO sisteminin de Ay bitki kapsüllerinin öncüsü olarak hizmet vereceğini söyledi. Modüler tasarımları, farklı mahsullerin ve büyüme koşullarının test edilmesine olanak tanıyarak sonunda daha büyük bir sistem için en iyi seçenekleri bulmayı sağlıyor.
Belvisi, Interstellar Lab'in bir sonraki adımda mahsullere geçmeden önce Ay'da mini bir serada bir gül yetiştirmeye çalışacağını söyledi. Belvisi'ye göre güller, yapraklı yeşillikler veya mikro yeşilliklerden daha fazla hassasiyet ve kontrol gerektiriyor.
Belvisi, "Bir gül yetiştirebilirsek, hemen hemen her şeyi yetiştirebiliriz" dedi. Kapsül, Artemis 4'ün bir parçası olarak Astrolab'in FLEX Keşif Aracı tarafından yerleştirilecek ve çiçeklenme sürecini inceleyecek. "Çiçeklenmeyi başarabilirseniz, meyve vermeyi de başarabilirsiniz."
Bu sistemin, içeride ideal koşulları ve elementleri sağlarken bitkiyi dışarıdaki sert Ay ortamından korumak için yörüngedeki odalardan daha kendi kendine yetebilir olması gerekecek.
Belvisi, seraların karbondioksiti en verimli şekilde yakalayan, oksijen üreten ve astronotları aynı anda besleyen uzun vadeli bir biyorejeneratif sistem olacağına inanıyor; hem Ay'da hem de ötesinde.
