Ny NASA-mission for at opdage brug af plantevand fra rummet

Læger lærer meget om deres patienters helbred ved at måle deres temperatur. En forhøjet temperatur, eller feber, kan være tegn på sygdom. Det samme gælder for planter, men deres temperaturer på global skala er sværere at måle end individuelle menneskers temperatur.

Det er ved at ændre sig, takket være et nyt NASA-instrument, der snart vil blive installeret på den internationale rumstation kaldet ECOSTRESS, eller ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station. ECOSTRESS vil måle temperaturen på planter fra rummet. Dette vil gøre det muligt for forskere at bestemme brugen af ​​plantevand og at undersøge, hvordan tørkeforhold påvirker plantesundheden.

Planter suger vand fra jorden, og da de opvarmes af Solen, vandet frigives gennem porer på planternes blade gennem en proces, der kaldes transpiration. Dette køler planten ned, meget som sveden gør hos mennesker. Imidlertid, hvis der ikke er nok vand til rådighed for planterne, de lukker deres porer for at spare på vandet, får deres temperaturer til at stige.

Planter bruger de samme porer til at optage kuldioxid fra atmosfæren til fotosyntese - den proces, de bruger til at omdanne kuldioxid og vand til det sukker, de bruger som mad. Hvis de fortsat oplever utilstrækkelig vandtilgængelighed, eller "vandstress, "de sulter eller overophedes til sidst, og dø.

ECOSTRESS-data vil vise disse ændringer i planternes temperaturer, give indsigt i deres sundhed og vandforbrug, mens der stadig er tid for vandforvaltere til at rette op på landbrugets vandubalancer.

"Når en plante er så stresset, at den bliver brun, det er ofte for sent at komme sig, " sagde Simon Hook, ECOSTRESS hovedefterforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "Men måling af plantens temperatur lader dig se, at en plante er stresset, før den når det punkt."

Disse temperaturmålinger betragtes også som en tidlig indikator for potentiel tørke. Når planter i et givet område begynder at vise tegn på vandstress gennem forhøjet temperatur, en landbrugstørke er sandsynligvis i gang. At have disse data på forhånd giver landbrugsbefolkningen en chance for at forberede sig og/eller reagere i overensstemmelse hermed.

"ECOSTRESS vil give os mulighed for at overvåge hurtige ændringer i afgrødestress på markniveau, muliggør tidligere og mere præcise skøn over, hvordan udbyttet vil blive påvirket, " sagde Martha Anderson, et medlem af ECOSTRESS videnskabsteam hos det amerikanske landbrugsministerium i Beltsville, Maryland. "Selv kortvarig fugtstress, hvis det opstår i et kritisk stadium af afgrødevækst, kan påvirke produktiviteten markant."

ECOSTRESS vil tage en tur til rumstationen på en NASA-kontrakt, SpaceX-fragtgenforsyningsmission er planlagt til at starte fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida den 29. juni. Når den ankommer, det vil blive installeret med robotter på ydersiden af ​​stationens japanske eksperimentmodul Exposed Facility Unit.

I løbet af det næste år, ECOSTRESS vil bruge rumstationens unikke lave kredsløb om jorden til at indsamle data over flere landområder på forskellige tidspunkter af dagen. Instrumentet vil producere detaljerede billeder af områder så små som 43 gange 76 yards (40 gange 70 meter) - på størrelse med en lille gård - hver tredje til femte dag.

Andre instrumenter i rummet kan foretage målinger med samme detaljeniveau eller på forskellige tidspunkter af dagen - men ikke begge dele. ECOSTRESS' dobbelte kapacitet gør det særligt vigtigt for forskere, der forsøger at bedre forstå vores naturlige økosystemer og andre, der arbejder hen imod forbedret fødevaresikkerhed og vandressourceforvaltning.

"Efterhånden som vandressourcerne bliver mere kritiske for vores voksende befolkning, vi skal spore præcist, hvor meget vand vores afgrøder har brug for, " sagde ECOSTRESS videnskabsleder Josh Fisher fra JPL. "Vi har brug for at vide, hvornår planter bliver modtagelige for tørke, og vi skal vide, hvilke dele af økosystemet der er mere sårbare på grund af vandstress."

Selvom det ikke er en del af dets primære mission, ECOSTRESS temperaturdata vil også være værdifulde for andre undersøgelser, der kræver temperaturinformation, såsom at opdage og karakterisere vulkaner, naturbrande og hedebølger.