มาดู...การปลูกผักในอวกาศ

เพราะ “อาหาร” เป็นหนึ่งในปัจจัย 4 การเพาะปลูกจึงเป็นเรื่องจำเป็น ซึ่งถ้าพูดถึงการปลูกพืชผักผลไม้เราต่างคุ้นชินกับวิธีการปลูกและวิธีการดูแลของพืชที่ถูกปลูกบนโลก แล้วการปลูกพืชในอวกาศนั้นจะมีวิธีการปลูกอย่างไร แตกต่างจากที่เราคุ้นเคยมากไหม?

ชีวิตลูกเรือสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) ใช่ว่าจะหมดไปกับการล่องลอยอย่างไร้แรงโน้มถ่วงไปวันๆ ภารกิจเก็บเกี่ยวก็เป็นอีกภารกิจสำคัญที่จะปูทางให้มนุษย์เดินทางสู่อวกาศออกไปได้ไกลมากขึ้น และพวกเขาก็เพิ่งจะเก็บเกี่ยวผักใบเขียวจาก “ตู้ปลูกเวจจี” (Veggie) และยังได้ติดตั้งห้องเพาะเลี้ยงพืชแอดวานซ์แพลนท์ (Advanced Plant Habitat: APH) ที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เพื่องานวิจัยในการเพาะปลูกรุ่นถัดไป

รายงานจากองค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) ระบุว่า ทีมปลูกพืช ‘เวจจี’ ได้จดบันทึกการปลูกพืชครั้งที่ 6 บนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งอยู่ในการทดลอง VEG-03D ซึ่งการปลูกพืชในอวกาศรอบนี้เป็นครั้งแรกที่มีพืช 3 ชนิดเจริญเติบโตพร้อมๆ กันภายในห้องปลูกบนสถานีอวกาศนี้ คือ ผักมิซูนา (Mizuna mustard) ผักสลัดเขียววัลด์มันน์ (Waldmann’s green lettuce) และผักสลัดแดงเอาท์เรดเจียสเรดโรเมน (Outredgeous Red Romaine lettuce)

โจ อะคาบา (Joe Acaba) ลูกเรือสถานีอวกาศได้เก็บเกี่ยวผักสลัดทั้ง 3 ชนิดดังกล่าว เพื่อทำสลัดสำหรับตัวเขาเองและลูกเรือคนอื่น โดยได้น้ำสลัดจากทีมภาคพื้นที่ศูนย์อวกาศเคนเนดี (Kennedy Space Center) ในฟลอริดา สหรัฐฯ ส่งขึ้นไปให้บนวงโคจร

นิโคล ดูฟอร์ (Nicole Dufour) ผู้จัดการโครงการเวจจี ประทับใจในการเก็บเกี่ยวผักบนวงโคจรมาก และชมอะคาบาที่อยู่ในสถานีอวกาศว่าทำหน้าที่ได้ยอดเยี่ยม และเพื่อต่อยอดการทดลองพัฒนาชุดสาธิต VEG-03 บนพื้นโลกนั้น พวกเขาได้ตัดสินใจให้เพาะปลูกพืชที่หลากหลาย และหวังว่าความหลากหลายที่เห็นด้วยตานั้น จะสร้างความพึงพอใจให้แก่ลูกเรือได้มากขึ้น รวมถึงรสชาติที่แตกต่างซึ่งได้จากผักต่างชนิดกันด้วย

ในการเก็บเกี่ยวนั้น อะคาบาจะตัดต้นผักตามขวางเพียงเพียงครึ่งต้น เพื่อทิ้งไว้ให้อีกครึ่งต้นนั้นได้เจริญเติบโตต่อไป เทคนิคนี้เรียกว่า "การเก็บเกี่ยวแบบตัดและงอกใหม่" ซึ่งเป็นเทคนิคที่จะช่วยให้ลูกเรือมีผลผลิตสดใหม่ไว้กินได้นานขึ้น

การปลูกผักพร้อมกัน 3 ชนิดบนอวกาศนั้นไม่ใชเรื่องง่าย โดยดูฟอร์บอกถึงความลำบากที่สุดที่พวกเขาเผชิญคือความไม่ราบรื่นในการปลูกผักมิซูนา ซึ่งใบแหลมๆ คล้ายหอกของผักชนิดนี้ดูเหมือนจะถูกดูดเข้าไปในเครื่องสูบลมอยู่เรื่อย ในระหว่างที่ลูกเรือเปิดปิดตู้เพาะปลูกเพื่อให้น้ำ

หลังเก็บเกี่ยวกับผักในตู้เวจจี้แล้วลูกเรือก็ย้ายไปติดตั้งห้องเพาะเลี้ยงพืชแอดวานซ์แพลนท์เข้าที่ชั้นของห้องปฏิบัติการเอกซ์เพรส (EXPRESS: Expedite the Processing of Experiments) ซึ่งอยู่ภายในโมดูลทดลองคิโบ (Kibo) ของญี่ปุ่น

“มันน่าอัศจรรย์ใจมากเลยที่ระบบการปลูกพืชนั้นจะเริ่มมาจากกระดาษเปล่าๆ เมื่อห้าปีที่แล้ว และตอนนี้ระบบนั้นได้ถูกติดตั้งในสถานีอวกาศแล้ว นักวิทยาศาสตร์ทางด้านพืชจะได้เรียนรู้ประโยชน์จากระบบนี้อย่างเป็นรูปเป็นร่าง” ไบรอัน โอเนต (Bryan Onate) ผู้จัดการโครงการห้องเพาะปลูกแอดวานซ์แพลนท์กล่าว

ห้องเพาะปลูกแอดวานซ์แพลนท์นั้นเป็นระบบปิดที่มีห้องควบคุมสภาพแวดล้อม โดยใช้แสงสีแดง แสงสีน้ำเงิน และแสงสีเขียวจากหลอดแอลอีดี (LED) รวมถึงแสงสีขาว ที่ติดตั้งใช้งานอยู่บนสถานีอวกาศอยู่แล้ว อีกทั้งยังมีเซนเซอร์มากกว่า 180 ตัว ที่ส่งข้อมูล เช่น อุณหภูมิ ปริมาณออกซิเจน และระดับความชื้น กลับลงมายังทีมภาคพื้นดินที่ศูนย์อวกาศเคนเนดีในทันที

ฮาเวิร์ด เลวีน (Howard Levine) หัวหน้าทีมนักวิทยาศาสตร์ สำนักงานการใช้ประโยชน์และชีววิทยาศาสตร์ (Utilization and Life Science Office) ของศูนย์อวกาศเคนเนดี ผู้เริ่มต้นโครงการห้องเพาะปลูกแอดวานซ์แพลนท์เมื่อ 7 ปีก่อน ระบุว่า ห้องเพาะปลูกดังกล่าวจะเป็นระบบเพาะปลูกที่ใหญ่ที่สุดบนสถานีอวกาศ

ระบบเพาะปลูกแอดวานซ์แพลนท์จะรองรับการศึกษาหลายชั่วรุ่นด้วยติดตามและควบคุมสภาพแวดล้อม ในการสนับสนุนการทดสอบสรีรศาสตร์ของพืชทั้งหมด รวมทั้งการศึกษาระบบสนับสนุนการดำรงชีพที่เลียนแบบการปลูกพืชบนโลก

โดยก่อนที่ทีมภาคพื้นในศูนย์อวกาศเคนเนดีจะจ่ายไฟเดินระบบห้องเพาะปลูกนั้น ต้องรอให้ทีมสนับสนุนจากศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล (Marshall Space Flight Center) ทดสอบการไหลเวียนของน้ำในชั้นของห้องปฏิบัติการเอกซ์เพรสเสร็จสมบูรณ์เสียก่อน โดยหลังการทดลองระบบน้ำหล่อเย็นร่วมกับห้องเพาะปลูกแอดซานซ์แพลนท์ผ่านแล้ว ก็จะเริ่มการตรวจสอบการทำงานของห้องเพาะปลูกพืช ซึ่งจะใช้เวลาประมาณ 1 สัปดาห์จึงแล้วเสร็จ

เมื่อเปิดแหล่งจ่ายไฟ 4 เครื่องให้ห้องเพาะปลูกแอดวานซ์แล้ว ทีมที่ศูนย์อวกาศเคนเนดีจะติดตามระบบเพาะปลูกบนสถานีอวกาศได้แบบเรียลไทม์ผ่านระบบจัดการฟาร์เมอร์ (PHARMER: Plant Habitat Avionics Real-Time Manager) ซึ่งจะอำนวยการสื่อสารระยะไกล การออกคำสั่งทางไกล รวมทั้งส่งภาพถ่ายลงมายังทีมที่ศูนย์เคนเนดีด้วย

เมื่อระบบฟาร์เมอร์ยืนยันความถูกต้องของระบบย่อยแล้ว สมาชิกลูกเรือบนสถานีอวกาศจะติดตั้งอุปกรณ์รองรับแล้วจะเริ่มต้นเพาะพืชทดสอบ ได้แก่ เมล็ดอะราบิดอปซิส (Arabidopsis) ซึ่งเป็นพืชดอกขนาดเล็กๆ ที่เป็นญาติใกล้ชิดกับกะหล่ำและผักกาด และเพาะข้าวสาลีพันธุ์แคระ ในช่วงเวลาคาบเกี่ยวกันประมาณ 5 สัปดาห์ และในช่วงเวลานี้ระบบจะทำการติดตามความสามารถในการการเจริญเติบโตของพืช ดักน้ำแล้วนำกลับมาใช้ใหม่ และคงสภาพบรรยากาศภายในตู้เพาะปลูก

โอเนตกล่าวว่าการทดสอบนี้จะช่วยประเมินได้ว่า ขั้นตอนในการเพาะปลูกนั้นดีหรือไม่ และห้องเพาะปลูกนั้นทำงานอย่างที่ออกแบบไว้หรือไม่ ซึ่งพืชผักที่ปลูกในห้องดังกล่าวจะถูกเปรียบเทียบกับพืชผักที่ปลูกทดสอบเสร็จแล้วในห้องควบคุมบนภาคพื้นที่ศูนย์เคนเนดี โดยการตระเตรียมที่กล่าวมาทั้งหมดนั้นจะนำไปสู่การทดลอง PH-01 ซึ่งเป็นการเพาะเมล็ดอะราบิดอปซิส 5 ชนิดแตกต่างกัน และมีกำหนดส่งไปพร้อมยานขนส่งพาณิชย์ออร์บิทัล เอทีเค (Orbital ATK) ในเที่ยวที่ 9 ที่ขนสัมภาระต่างๆ สู่สถานีอวกาศนานาชาติ

ทั้งนี้ นาซายกให้การส่งเสริมโภชนาการด้วยอาหารสด และประโยชน์ในเชิงจิตวิทยาจากการปลูกพืชเป็นสิ่งสำคัญสูงสุดขององค์กร เนื่องจากนาซาวางแผนสำหรับภารกิจในอนาคตที่จะส่งมนุษย์เดินทางไปในอวกาศที่ไกลมากขึ้น