NASA đã nỗ lực để thúc đẩy nền nông nghiệp vũ trụ, một phần là vì bộ sưu tập thực vật mạnh mẽ có thể đóng vai trò hỗ trợ sự sống trên sao Hỏa và Mặt trăng, sản xuất calo và chất dinh dưỡng để ăn, tạo ra ôxy để thở và thu carbon từ không khí.
Dựa trên nghiên cứu của Liên Xô, NASA đã tài trợ cho nhiều chương trình nông nghiệp trong những năm 1980 và 1990. Hợp tác với Đại học Wisconsin, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng đèn LED có thể dùng để trồng cây. Đèn LED tiết kiệm năng lượng giúp thực vật quang hợp.
CNBC dẫn lời Raymond Wheeler, một nhà khoa học làm vườn, người đã nghiên cứu nông nghiệp vũ trụ tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy (KSC) trong nhiều thập kỷ cho biết, NASA đã thực sự đi đầu trong việc sử dụng công nghệ trồng trọt.
Vào cuối những năm 1980, Wheeler làm việc trong một nhóm trồng lúa mì, khoai tây, đậu nành và các loại cây trồng khác. Rễ của chúng được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng, xếp chồng lên nhau trên bốn dãy kệ bên trong một buồng hình trụ lớn. Đây có thể là lần đầu tiên canh tác thẳng đứng được thực hiện. Hiện kiểu canh tác này đã phát triển thành một ngành công nghiệp trị giá hàng tỉ USD.
Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) là một trong số các cơ quan vũ trụ đang nghiên cứu kỹ thuật canh tác tự động và trí tuệ nhân tạo cho kỷ nguyên sắp tới của con người trên sao Hỏa. Ảnh: DLR
Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) là một trong số các cơ quan vũ trụ đang nghiên cứu kỹ thuật canh tác tự động và trí tuệ nhân tạo cho kỷ nguyên sắp tới của con người trên sao Hỏa. Ảnh: DLRRobot ở Nam Cực và trồng trọt cho các thế giới khác
Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) đã gửi hai container đến Nam Cực vào mùa thu năm 2017, như một cuộc thực tập trồng trọt từ xa trên một thế giới khác.
Nhà kính EDEN-ISS ở Nam Cực, hiện đang bước vào mùa canh tác thứ tư, tiếp tục chứng minh rằng không cần đất màu mỡ hoặc thậm chí cả ánh sáng mặt trời để trồng rau. Ánh sáng được dùng là đèn LED trong các thí nghiệm ban đầu của NASA, dinh dưỡng được điều chỉnh theo nhu cầu của từng loại rau cụ thể và có thể lập trình được.
Rễ cây đâm xuyên qua các lớp khoáng chất dạng sợi xuống các khay trống bên dưới, nơi các vòi tự động sẽ phun dung dịch giàu dinh dưỡng cho chúng sau mỗi vài giây. Nước phần lớn được tái chế, ngoại trừ khi dung dịch dinh dưỡng cạn kiệt và cần được đổ đi và thay thế vài tháng một lần. Toàn bộ hệ thống nối vào trạm nghiên cứu Neumeyer III của Đức ở lân cận.
Năm đầu tiên, một nhà nghiên cứu DLR tên là Paul Zabel phụ trách nhà kính rộng 12m2 đã thu hoạch được gần 270kg rau gồm dưa chuột, xà lách, các loại rau lá xanh khác, cà chua, củ cải và rau thơm.
Theo Daniel Schubert, điều phối viên dự án thí nghiệm ở Nam Cực, việc có một hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) chăm sóc nhà kính được ưu tiên hơn cả, “trong trường hợp các phi hành gia không có thời gian”.
Năm nay, NASA đã cử một trong những nhà nghiên cứu của riêng họ, Jess Bunchek, để thử nghiệm các chủng loại rau không gian ưa thích của cơ quan vũ trụ Mỹ ở EDEN-ISS. Một mục tiêu nghiên cứu chính khác sẽ là thu thập dữ liệu chi tiết về những công việc nào chiếm nhiều thời gian nhất.
Nhà kính EDEN-ISS ở Nam Cực. Ảnh: DLR
Nhà kính EDEN-ISS ở Nam Cực. Ảnh: DLRTiếp theo trong kế hoạch, DLR đang thiết kế một cơ sở mới - một xi-lanh bán bơm hơi có thể dùng trong không gian - với một vài thủ thuật mới.
Một cải tiến sẽ là giám sát từ xa nâng cao. Anna-Lisa Paul và đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm cây trồng không gian của UF đang phát triển phần mềm có thể chụp ảnh và nhận biết diện mạo của cây thay đổi như thế nào khi bị thiếu muối hoặc thiếu nước. Hệ thống có thể phát hiện cây có biểu hiện thiếu muối chỉ trong 15 phút và biểu hiện bị hạn hán trong khoảng 1 giờ, sớm hơn nhiều so với khả năng của con người.
Mục tiêu cuối cùng là một nhà kính, nếu không hoàn toàn tự động, thì ít nhất có thể được vận hành hoàn toàn bởi các nhà khai thác trên Trái đất. Một cơ sở như vậy có thể lên Mặt trăng hoặc sao Hỏa trước các phi hành gia đến.
Phát triển khả năng trồng trọt trong không gian không chỉ đơn thuần là lên sao Hỏa, mà mục tiêu là luôn kết nối nông nghiệp vũ trụ với nông nghiệp công nghiệp. Khi biến đổi khí hậu làm cho nhiều khu vực trên toàn cầu không thích hợp cho việc trồng trọt, công nghệ phân tách sản xuất lương thực từ thời tiết và tài nguyên thiên nhiên sẽ trở nên thiết yếu hơn.
(theo CNBC)