Trong tương lai gần, các phi hành gia cũng có thể được sử dụng các thực phẩm tươi sống sản xuất ngay trong không gian.
Năm 2015, lần đầu tiên trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) rau xà lách đã được thu hoạch. Và sắp tới là năm 2021, các phi hành gia được yêu cầu thử nghiệm trồng đậu.
"Ước mơ của mọi phi hành gia là có thể được ăn thực phẩm tươi như dâu tây, cà chua hoặc bất cứ thứ gì thực sự có hương vị. Một ngày nào đó chắc chắn sẽ có thể. Chúng tôi hình dung một nhà kính với nhiều loại rau", Silje Wolff, nhà thực vật học tại Trung tâm nghiên cứu liên ngành về vũ trụ (CIRiS) tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU), cho biết.
Mặc dù đã sử dụng đất nhân tạo có nguồn gốc từ đá nham thạch làm chất nền, Wolff nói rằng mục tiêu là để cây phát triển trực tiếp trong nước và truyền vào các chất dinh dưỡng duy trì sự sống.
Trong không gian, Silje Wolff cho rằng tất cả nước và thức ăn phải được thu hồi, điều đó có nghĩa là việc thụ tinh thực vật cần phải "chính xác nhất có thể".
Không lâu nữa, các phi hành gia sẽ có nguồn cung cấp thực phẩm đa dạng hơn.
Bỏ qua các lợi ích dinh dưỡng, nuôi các loại cây sống trong môi trường vô trùng như trạm vũ trụ cũng có thể mang lại sự thoải mái về sinh lý. Các phi hành gia thường phải vật lộn với sự thèm ăn của họ, dẫn đến giảm cân, Wolff nói.
"Giải quyết khía cạnh tâm lý của việc ăn một thứ gì đó tươi là một trong những mục tiêu của chúng tôi. Thực phẩm đóng gói chân không không thực sự nhắc nhở bạn về thực phẩm. Có một thứ gì đó tươi mới kích thích sự thèm ăn và các thụ thể thích hợp trong não là điều quan trọng", Silje Wolff phân tích.
Làm vườn cũng được biết đến để hỗ trợ hiệu suất nhận thức và sức khỏe tinh thần. Các phi hành gia đều có thể lúng túng dưới tác động của sự cô lập và giam cầm kéo dài.
Chẳng hạn, Scott Kelly của NASA, người đã dành 34 ngày liên tục trên tàu ISS vào năm 2015, đã viết về sự căng thẳng tâm lý mà anh phải chịu đựng trong cuốn hồi ký về trải nghiệm của mình.
"Các phi hành gia thích làm vườn và mọi thứ nhắc nhở họ về cuộc sống trên Trái Đất. Họ thích chăm sóc và tưới nước cho rau và khiến chúng nảy mầm", Wolff nói.
NTNU và CIRiS hiện đang hợp tác với các nhà nghiên cứu Italia và Pháp để cải thiện khả năng trồng trọt của thực phẩm từ thực vật cho các chuyến đi dài vào vũ trụ.
Trong khi các nhiệm vụ ISS điển hình kéo dài tới sáu tháng, những người du hành tới Sao Hỏa sẽ cần phải sống và làm việc và ăn trong không gian ít nhất một năm là điều đương nhiên.
"Cách thức du hành không gian hoạt động ngày nay, gần như không thể mang theo tất cả các tài nguyên bạn cần. Đó là lý do tại sao chúng tôi phải phát triển một hệ thống sinh học để các phi hành gia có thể tự sản xuất thức ăn và tái chế tất cả các tài nguyên", Silje Wolff nhận định.
Tuy nhiên, hiện tại, Wolff và nhóm của cô đang tập trung vào việc thử nghiệm giống cây họ đậu.
Khi các thí nghiệm trên Trái Đất đủ tiêu chuẩn, CIRiS sẽ đặt hạt đậu vào máy ly tâm để nảy mầm và phát triển trên ISS, nơi các nhà nghiên cứu có thể so sánh mức độ liên quan đến hấp dẫn khác nhau ảnh hưởng đến thực vật trong không gian.
Trên Trái Đất, trọng lực làm cho không khí ấm lên và không khí lạnh chìm xuống. Tuy nhiên, trên một trạm không gian, vấn đề hoàn toàn khác.
Công việc của CIRiS có thể cũng có nhiều ý nghĩa trên mặt đất, đặc biệt là đối với các thành phố có ít đất canh tác. Sản xuất thực phẩm có thể được tối ưu hóa trong không gian hẹp nhất bằng cách trồng cây trồng trực tiếp trong nước trong các hệ thống khép kín trong nhà, nơi tất cả các khía cạnh của khí hậu, thụ tinh và tưới tiêu được quy định.
"Cây trở nên ít nhạy cảm hơn với sự thiếu hụt dinh dưỡng vì rễ tiếp xúc trực tiếp với các chất dinh dưỡng. Chúng luôn có thể tiếp cận các chất dinh dưỡng mới qua nước và hoàn toàn có thể sử dụng tất cả các chất dinh dưỡng có sẵn, không giống như đất liên kết các chất dinh dưỡng và ảnh hưởng đến sự sẵn có của chúng đến rễ. Và rễ không bị thối khi nước được trộn lẫn với một chút oxy", Silje Wolff khẳng định.