Mars Environmental Challenge: Hlavní překážka na cestě k výsadbě zeleniny
Mars, planeta, která sdílí mnoho podobností se Zemí, ale je zcela odlišná, představuje pro rostliny výzvu k růstu v jejím prostředí. Atmosféra Marsu je řídká, oxid uhličitý tvoří asi 95 %, dusík a argon asi 2,7 % a 1,6 %. Obsah kyslíku je extrémně nízký, jen asi 0,13 %, a vodní pára asi 0,01 %. To je v ostrém kontrastu s atmosférickým prostředím bohatým na kyslík na Zemi, které neprospívá normálnímu dýchání a fotosyntéze rostlin. Kromě toho půda na Marsu obsahuje látky, jako jsou chloristany, které mohou být škodlivé pro růst rostlin, a postrádá základní živiny, jako je dusík, fosfor a draslík pro růst rostlin. Mars navíc postrádá účinnou ochranu před magnetickým polem Země a intenzita kosmického záření a slunečního záření je extrémně vysoká. Toto záření může poškodit DNA rostlin a ovlivnit jejich normální růst a reprodukci.
Co umí odkládací schránka v Mars Vegetable Challenge?
A odkládací schránka je experimentální zařízení s utěsněnou konstrukcí, které dokáže vytvořit prostředí s ovladatelnou atmosférou. Co dokáže odkládací schránka v tak drsném prostředí na Marsu? Vědci mohou využít environmentální simulaci schránky v rukavicích k vytvoření „miniaturního světa Marsu“ na Zemi.
1. Simulujte atmosféru a prostředí Marsu
V příruční schránce je možné simulovat plynné prostředí Marsu. Naplněním krabice vysokým podílem oxidu uhličitého pro dosažení podílu asi 95 % a úpravou obsahu dalších plynů, jako je dusík a argon, je atmosféra na Marsu simulována jako řídká a má jedinečné složení. Kromě toho lze systém řízení vlhkosti použít k regulaci vlhkosti uvnitř krabice a udržuje ji na extrémně nízké úrovni podobné atmosférické vlhkosti na Marsu. Toto simulační prostředí umožňuje výzkumníkům pozorovat růstovou odezvu rostlin za podmínek podobných marťanskému plynu a vlhkosti a studovat mechanismy tolerance a adaptace rostlin na nízkou vlhkost a vysokou koncentraci oxidu uhličitého.
2. Simulace marťanské půdy
Marťanská půda obsahuje chloristany a unikátní minerální složky, mezi nimiž jsou dusík, fosfor, draslík a další živiny poměrně chudé. Vědci mohou připravit simulovanou půdu na Zemi s podobným složením jako půda na Marsu a poté umístit simulovanou půdu do schránky na rukavice, aby mohli studovat růst kořenů rostlin v tomto speciálním půdním prostředí. Budou zkoumat, jak zlepšit marťanskou půdu, aby vyhovovala potřebám růstu rostlin, například zkoumat, jaké úpravy mohou snížit toxicitu chloristanů, doplnit živiny potřebné pro rostliny a učinit marťanskou půdu vhodnou pro zakořeňování a růst rostlin. Umístěním simulované půdy do schránky na rukavice může zabránit tomu, aby byla simulovaná půda vystavena vzduchu a ovlivněna atmosférickým prostředím.
3. Účinky stínícího záření
Odkládací schránka může být vybavena specializovaným zdrojem záření pro simulaci záření podobnému kosmickému záření a slunečnímu záření na Marsu.
Prostřednictvím tohoto simulovaného prostředí v příruční schránce mohou výzkumníci hluboce prozkoumat proces růstu a vývoje rostlin v radiačním prostředí na Marsu, včetně změn rychlosti klíčení a rychlosti růstu rostlin při různých dávkách záření, zda dochází k abnormálním změnám v morfologii rostlin a dynamickým změnám genové exprese z mikroúrovně. Optimalizujte a prověřujte odrůdy rostlin se silnou radiační odolností a provádějte hloubkový výzkum mechanismů radiační ochrany rostlin, který poskytuje základ pro výběr vhodných rostlin pro skutečnou výsadbu na Marsu a přijímání účinných opatření radiační ochrany.
Hluboká integrace odkládacích schránek a automatizační techniky dnes otevírá novou kapitolu výzkumu. Automatizační systém může přesně a automaticky regulovat různé parametry prostředí uvnitř odkládací schránky, provozovat experimentální proces uvnitř odkládací schránky bez ručního zásahu, což výrazně zlepšuje kontinuitu a přesnost experimentu a snižuje chyby způsobené lidskou činností.
Ve výzkumu souvisejícím s Marsem mohou rukavice v rukavicích také poskytnout účinnější a inteligentnější technologickou podporu.
