NASA-forsker over månen med forskning i hjemmedyrket radise

Mens andre har perfektioneret surdejstarter eller pisket chokoladekager under pandemien, NASA-forskeren Max Coleman har arbejdet i sit køkken over beholdere med babyradisser - alt sammen i videnskabens navn.

Hvorfor radiser?

"De er blevet brugt før i rummet, og de spirer meget, meget hurtig, " siger Coleman.

Tidligere, andre forskere havde sendt radiser til den internationale rumstation, og nu, Coleman og hans kolleger håber på at hjælpe søgen efter astronauter til til sidst at dyrke deres egen mad på månens overflade.

Holdet på 13 forsøger at simulere - fysisk og kemisk - månens overfladejord, eller regolith, her på jorden, herunder detaljer som hvor hurtigt vand absorberes mellem månens jordkorn, hvor store partiklerne er, og hvilke proportioner af mineraler er ideelle.

Videomøder Plant frøet

Coleman og teamet brugte over et år på at lave deres forskning på NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien og var ved at starte praktiske test af sensorer, der i sidste ende kunne bruges på månen. Obligatorisk fjernarbejde som reaktion på coronavirus afbrød disse planer.

Derefter, en dag i april under et videoteammøde hjemmefra, en idé spirede i Colemans hoved til et hjemmelavet radiselaboratorium. De diskuterede, hvordan de kunne hypotetisk, prøv at dyrke nogle radiser uden næringsstoffer og nogle med en lille mængde næringsstoffer.

"Lad os ikke teoretisere om dette; hvorfor gør vi det ikke bare!" var Colemans kampråb. Og før det virtuelle møde var slut, han havde købt et parti radisefrø online for at blive leveret til sit hjem. Et efterfølgende videomøde gav anledning til endnu et impulskøb. "Videochat stimulerer mig tydeligt, " Coleman joker. Denne gang, det var ørkensand, som ofte sælges til at blive brugt som toplag for at få indendørs potteplanter til at se smukke ud.

Bevæbnet med radisefrø og ørkensand, Coleman var klar til seriøse forretninger.

"Vi forsøger at vise, at astronauter kan bruge havebrug til at dyrke deres egen mad på månen, " forklarer han. "Vi vil gerne tage et lille skridt i den retning, at vise, at månejorden indeholder ting, som kan udvindes fra den som næringsstoffer til planter. Dette inkluderer at få de rigtige kemiske elementer til at tillade planter at lave klorofyl og dyrke cellevægge."

Fordi månen altid vender mod Jorden, når den kredser om vores planet hver måned, den drejer i det væsentlige om sin akse en gang om måneden. Månens tidslinje (én månedag svarer til 28 jorddage, 14 dages dagslys) gør hurtigt spirende radiser et godt bud på relativt hurtige forsøgsresultater. Det vil være muligt at gennemføre eksperimentet på en månedag, starter lige efter daggry.

Forskning i hjemmekøkkenet

Coleman startede sit første radiseeksperiment ved at skære papirservietter i små firkanter, tilsætning af vand, fylde dem i en beholder, derefter tucking i tre radise frø i en dybde af en halv tomme. Kun én spirede - åbenbart den, der på en eller anden måde fik ilt nok til at spire. Da sandet ankom, Coleman droppede papirhåndklæderne og begyndte at bruge det i en fire-rums delikatessebeholder.

Han lagde varierende mængder vand i de fire sektioner. Resultatet:Radiser i sektionen med mindst vand spirede først og bedst, hvilket var interessant, fordi han siger, "Vi vil se, hvor lidt vand vi kan slippe afsted med." Coleman tilføjer, "Dette havde umiddelbart en indflydelse på, hvordan vi ville lave forsøget med vand og månejord, hvis vi får det til månen." Han betragter dette som et eksempel på serendipitet i forskning.

Coleman ransagede også køkkenet efter spisepinde for at lave huller i jordoverfladen til hvert frø. Og på et tidspunkt, han tilføjede køkkenbords-"elektroder" til at måle fugtniveauer og spore fordampning i ørkensandet:Han foldede aluminiumsfolie fire eller fem gange for at lave en strimmel, brugte derefter sin batteritester til at måle elektrisk modstand fra vandet.

Holdets forskning er rettet mod biologisk in-situ ressourceudnyttelse - at tackle sådanne udfordringer som hvor man kan få mad i modsætning til hvordan man får vand og ilt. Coleman forklarer, at for fremtidige astronauter, "jo mere du kan bruge det, der allerede er der, jo mere effektiv kan du være, fordi du ikke behøver at bære så meget med dig." Deres specifikke arbejde er at udvikle en lille nyttelast på et kommercielt rumfartøj, der skal til månen, hvilken, hvis valgt, ville blive leveret til månens overflade gennem NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS) initiativ. Holdet planlagde at udvikle eksperimentet som en passende nyttelast for et CLPS-rumfartøj med hensyn til størrelse, masse, strømbehov, og kommunikationsbehov.

Ved at tage til månen, radiseeksperimentet ville komplementere planteforgængere, der blev testet under mikrogravitationsforhold på rumstationen. For eksempel, det i øjeblikket flyvende grøntsagsproduktionssystem, eller grøntsager, indeholder planter, der vokser i specielt forberedt jord, med det mål på sigt at skaffe mad til rumstationsastronauter.

"Vi kan ikke teste ordentligt her på Jorden med perfekt månejord, men vi gør så meget her, som vi kan. Så vil vi vise, at det faktisk virker på månen, " siger Coleman.

Principal investigator Pamela E. Clark leder JPL radise forskerteamet, som inkluderer John Elliott, hvem startede projektet, og Gerald Voecks, der arbejder med Coleman om målinger. Sammen, de designer det potentielle måneeksperiment og en nyttelast, der ville placere månejord i et kammer, hvor der ville blive tilsat vand og luft i et forsøg på at rejse radiser. JPL's Human/Robotic and Emerging Capabilities Office finansierer det nuværende arbejde.

Voksende unge sind

Coleman har dokumenteret eksperimentet med spirende radise med sin smartphone og delt fremskridtet med sit 7-årige barnebarn, Lillibette, i England. Han bestilte endda endnu et køb af radisefrø til hende. Hendes svar til sin bedstefar? "Jeg kunne plante dem og spise radiser, eller jeg kunne plante dem og gøre, hvad du gør."

Coleman siger, at hvis månens nyttelast-koncept skulle flyve en dag, Lillibette og andre børn kan måske følge missionen. Holdet planlægger at inkludere en lille, simpelt kamera, og gøre billeder og andre data tilgængelige, så som han forestiller sig det, "Jordens børn kan se radiser vokse på månen."