В НАСА начали подготовку к проекту для выращивания продуктов питания в космосе

Благодаря успеху недавней миссии Artemis II в НАСА началась подготовка к проекту «Артемида» для освоения космоса в течении длительного срока, включая создание обитаемых баз для пилотируемых полетов на Марс, запланированных на 2030-е годы. В НАСА отметили, что пополнение запасов в открытом космосе остается существенным препятствием для глубоких космических исследований.

Экспедиция на Марс потребует примерно 900 дней, в течение которых команде из шести человек понадобится около 10 000 кг продовольствия. Для минимизации этого объема, организации, подобные Deep Space Food Consortium и Отдел биологических и физических исследований НАСА, занимаются поиском инновационных методов для производства пищи непосредственно в космосе.

Роберт Джинкерсон, профессор Калифорнийского университета, создал метод выращивания растений в темноте. Его команда, совместно с учеными из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, стала первопроходцем в области электросельского хозяйства, позволяющего преобразовывать атмосферный CO2 напрямую в биомассу растений без использования света.

Данный метод опирается на две ключевые технологии: электролизер, который превращает CO2 в ацетат, и генетически модифицированные растения, способные использовать ацетат для роста в темноте.

Роберт Джинкерсон отметил, что перенастроить растительный метаболизм так, чтобы он мог использовать ацетат вместо фотосинтеза для получения энергии, дело весьма непростое. Для решения этой задачи исследователи применили технологию CRISPR для редактирования генома, что позволило им изменить внутренние биохимические процессы растений. В естественных условиях семена во время прорастания под землей опираются на запасы питательных веществ, таких как углеводы и липиды. После же появления на свет и попадания под солнечный свет они начинают активно использовать фотосинтез. Технология CRISPR дает ученым возможность активировать те метаболические пути, которые у растений существуют в «спящем» режиме для фазы прорастания.

На начальном этапе команда исследователей под руководством Джинкерсона экспериментировала не с растениями, а с грибами, дрожжами и водорослями, культивируемыми в полной темноте. Исследователи подтвердили, что растения, в том числе салат, томаты и перец, выращенные в темноте, способны включать ацетат, помеченный изотопом углерода-13, в свои ткани. Хотя растения, получавшие ацетат, выживали, увеличение их биомассы было недостаточным.

Для повышения эффективности преобразования ацетата в биомассу команда исследователей продолжила работу над улучшением генетических характеристик растений. В прошлом году был проведен 30-дневный эксперимент на борту Международной космической станции. В ходе эксперимента ученые вырастили томаты, которые отличаются уменьшенными размерами листьев и стеблей, но при этом демонстрируют высокую урожайность.

Источник: forbes