الزراعة في الفضاء للحصول على الغذاء والأوكسجين

ربما يبدو الأمر ضربا من الخيال العلمي، ولكن الإنجازات العلمية قد تقود الإنسان في المستقبل غير البعيد إلى الوصول إلى المريخ. وحتى القمر له جاذبية خاصة لدى العلماء والباحثين الذين قد يرغبون في قضاء وقت طويل هناك. وعندها سيحتاج الإنسان إلى قواعد فضائية لفترات طويلة، وهو ما يطرح أسئلة لوجستية وتكنولوجية بالغة التعقيد.

إن العيش لفترات طويلة في الفضاء لا يتطلب فقط توفير الكميات المناسبة من الأكل والشرب والأوكسجين، بل يتعين أيضا نقل كل ذلك إلى الفضاء، علما أن كل كيلوغرام زائد يكلف طاقة إضافية. ولذلك يفكر العلماء من الآن في بناء "نظم حيوية ذاتية" تعمل بشكل مستقل. ففي المحطة الفضائية الدولية "آي إس إس" تتم فعلا عملية إعادة تدوير لعدد من المواد كالماء على سبيل المثال.

تدوير الماء والأوكسجين

توضح غيرهيلد بورنمان عالمة الأحياء في المركز الألماني للطيران والرحلات الفضائية الأمر بقولها "يتم استخلاص الماء من البول، بحيث لا تبقى في الأخير إلا كمية صغيرة مركّزة، يتم إرسالها فيما بعد إلى الأرض. وتتم معالجة الماء كيميائيا بقوة، ويتم ضخه مجددا في دائرة مياه المحطة الفضائية".

وينسحب الأمر نفسه على الأوكسجين، الذي تتم إعادة تدويره داخل المحطة بواسطة المعالجة الكهربائية، إذ يتم تمرير تيار كهربائي في الماء، فيتم فصل الأوكسجين عن الهيدروجين، وبعدها يُضخ الأوكسجين داخل مقصورة المحطة، أما الهيدروجين فيتم التخلص منه في الفضاء.

المحطة الفضائية الدولية قريبة من الأرض، ويتم تزويدها بشكل دوري بالماء والطعام، ولكن ماذا لو قرر الإنسان استكشاف عوالم أبعد في الفضاء؟ في هذه الحالة لن يكون بوسعه التعويل على الأرض. ولذلك يعمل العلماء من الآن على إيجاد حلول بديلة. ففي المركز الألماني للطيران والرحلات الفضائية في شتوتغارت يتم اختبار نظم بيولوجية ذاتية تُستعمل فيها الطحالب، لأنها تمكن من تحويل الزفير إلى أوكسجين قابل للاستنشاق. وهناك أيضا أنواع من الطحالب بإمكانها إنتاج الهيدروجين.

دورة حيوية

الهدف هو إنشاء دورة حيوية بمقدورها إنتاج الأوكسجين والهيدروجين والماء والطاقة بشكل ذاتي في الرحلات الفضائية البعيدة. وللطحالب وظائف متعددة، إذ يمكن استخلاص عجينة منها، غنية من الناحية الغذائية. وقد تمكن الطحالب من توفير عشرين في المائة من الحاجيات الغذائية لرواد الفضاء.

إلا أن غذاء رواد الفضاء لن يقتصر على الطحالب، فالطماطم وبعض الأنواع الأخرى من الخضر يمكن أن تنمو في أنابيب زجاجية مملوءة بالحمم البركانية المبَرّدة، التي تساعد النباتات على مد جذورها، إضافة إلى وظيفتها كسماد. بل وحتى الأسماك يمكن اصطحابها للفضاء وجعلها جزءا من الدورة الحيوية.