Houston, var her for at hjælpe bønderne

Landmænd, der vander deres afgrøder, kan snart få hjælp fra rummet. I 2018, videnskabsmænd lancerede ECOSTRESS, et nyt instrument, der nu er knyttet til den internationale rumstation. Dens mission:at indsamle data om, hvordan planter bruger vand over hele verden.

ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS) hjælper videnskabsmænd med at besvare tre brede spørgsmål:

• Hvordan reagerer planter på tørke?
• Hvad sker der med planters vandforbrug i løbet af en dag?
• Kan sårbarheden over for tørke reduceres gennem mere overvågning?

"Teknisk set, instrumenterne måler overfladetemperatur, som afspejler planternes varmestress, " forklarer Joshua Fisher fra NASA's Jet Propulsion Laboratory. Fisher er den videnskabelige leder på ECOSTRESS-missionen. "Ved at måle temperaturen, vi er i stand til at fortælle, hvor meget vand planter bruger. For eksempel, hvis du har to planter og vand en, den, der har mere vand, bliver køligere."

Temperaturmålingen kan sammenlignes med at holde en hånd over varmt sand ved stranden. Selv uden at røre sandet, en person kan se, at det er varmt. Det er den slags energi, ECOSTRESS opfanger.

Og systemet tager målinger på forskellige tidspunkter af dagen, takket være rumstationens unikke kredsløb. Det er vigtigt:Planter fungerer forskelligt i løbet af dagen.

Når planterne har nok vand, de åbner porer i deres blade (stomata) for at optage kuldioxid til fotosyntese. Når man åbner stomata, planten, men mister vand. Imidlertid, en vandstresset plante, selv før en fuld tørke, vil beskyttende lukke stomata for at spare på vandet. Mens planten bevarer dyrebart vand, det køler også mindre af.

Ved hjælp af temperaturdata fra ECOSTRESS, forskere er i stand til at beregne evapotranspiration - mængden af ​​vand, der fordamper fra jordens overflade og fra planter. "Og for landmænd, disse oplysninger er det vigtigste krav til kunstvanding. Det er nyttigt for dem at vide, hvor meget de skal vande planter. Og det hjælper med at indikere fremtidige tørker og vejrændringer."

At have denne form for information kan fortælle forskerne, hvor meget vand der ryger op i atmosfæren, og også hvor meget energi der bruges til at gøre det. Det kan også vise, hvilke planter der er mere effektive med deres vand, og hvilke der er stressede, fordi de ikke har nok. Det kan den gøre i en overraskende lille skala:ned til 230 kvadratmeter.

"Vi arbejder med vandforvaltere og landbrugsspecialister, som ønsker disse data, så de kan få dem til de landmænd, de arbejder med, " siger Fisher. "Vi har et helt kontor hos NASA, der forbinder samfundsbrugere med vores data, så det kan bruges til at hjælpe landmænd og andre med at træffe bedre beslutninger."

Projektet er et internationalt samarbejde. Astronauter udførte en seks timers rumvandring for at forberede ECOSTRESS til at ankomme. En canadisk robotarm tog ECOSTRESS fra sit lastrumfartøj og sendte den til den japanske robotarm til installation. ECOSTRESS bruger rumstationens strøm og kommunikation til at indsamle data og sende dem ned til Fisher og hans team.

"Dette var den første lancering, jeg var til, og det var virkelig noget særligt, " siger Fisher. "Jeg blev interesseret i dette arbejde efter at være vokset op med at dele tid mellem Los Angeles og Alaska og tænke på en større vision om, hvordan livet på Jorden fortsætter og trives. Evapotranspiration er den største klimatiske forudsigelse for biodiversitet. Når du har meget vand og energi, du har meget liv."

Fisher præsenterede sin forskning på Soil Science Society of America International Soils Meeting, 6-9 januar, 2019 i San Diego