В 2021 году NASA объявило конкурс инновационных продовольственных систем для Международной космической станции Deep Space Food Challenge. Перед учёными стояла нелёгкая задача, ведь оборудование должно занимать не более 2 куб. метров и потреблять не более 1500 Вт. Заявки на участие подали более 300 команд из 32 стран. На третий этап вышло всего 8 команд. Рассказываем о разработках команды Калифорнийском университете в Риверсайде (США), занявшей второе место.
Роберт Джинкерсон, доцент кафедры химической и экологической инженерии, и его аспиранты разработали метод выращивания дрожжей, грибов и зелёных водорослей в темноте.
Вместо того, чтобы полагаться на фотосинтез — естественный процесс использования энергии солнечного света для превращения атмосферного углекислого газа в сахара, команда использовала ацетат. Идея не нова, ранее Square Roots объявили о работе с концепцией «тёмного роста».
Джинкерсон рассказал о перспективах разработанной ими установки:
— С нашей системой мы оцениваем, что можем получать около 4000 калорий в день. Это намного больше, чем можно было бы получить с помощью биологического фотосинтеза.
Однако выращивание томатов и других культур в темноте с ацетатом оказалось более сложной задачей, поскольку ацетат токсичен для взрослых растений. Джинкерсон пояснил:
— Мы, по сути, пытаемся заняться инженерией, чтобы включить метаболизм, который позволяет взрослым растениям использовать ацетат. Мы сверхэкспрессируем ключевые ферменты, которые дают растениям большую толерантность.
Исследования Калифорнийского университета имеют значение не только для космических миссий, но и для городского сельского хозяйства. На вертикальных гидропонных фермах пространство ограничено, поэтому необходимы культуры, которые могут эффективно расти в тесных помещениях. Из-за ограниченной высоты стеллажей на таких производствах выращивают в основном микрозелень и листовую зелень, пряные травы и пищевые цветы.
Команда университета вывела компактную версию томата, использовав технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 для уменьшения размеров обычных растений томата и уменьшения соотношения листьев и стеблей к плодам.
Эту технологию, названную исследователями «малыми растениями для космических экспедиций» (SPACE), будут применять к другим растениям для разработки набора культур для сельского хозяйства на МКС и в будущих космических колониях.
