เพาะปลูกข้าวเจ้าบนสถานีอวกาศจีน

 

     ข้าวเจ้าเป็นอาหารหลักชนิดหนึ่ง มีประชากรมากกว่าครึ่งโลกที่บริโภคข้าวเจ้า และขณะนี้ นักบินอวกาศจีนประสบความสำเร็จในการเพาะปลูกข้าวเจ้าบนสถานีอวกาศเทียนกง ไชนาเดลีบอกว่าผู้เชี่ยวชาญบอกว่าการทดลองนี้น่าจะให้ข้อมูลที่สำคัญว่า นักบินอวกาศจะสามารถเพาะปลูกพืชอาหารเพื่อค้ำจุนการเดินทางในอวกาศที่ยาวนานมากขึ้นได้อย่างไร

     แม้ว่าจะเคยมีการทดลองปลูกข้าวเจ้าในอวกาศก่อนหน้านี้แล้ว(ในปี 2016 ทีมนักเรียนจากอินโดนีเซียทดสอบผลจากแรงโน้มถ่วงต่ำต่อการปลูกข้าวเจ้าบนสถานีอวกาศนานาชาติ) แต่การทดลองที่ทำบนเทียนกง(Tiangong) นี้ เป็นครั้งแรกที่พยายามเพาะปลูกข้าวเจ้าแบบครบวงจร ซึ่งเริ่มต้นตั้งแต่เพาะเมล็ดพันธุ์ข้าวและสิ้นสุดที่ต้นข้าวออกรวง

      ในวันที่ 24 กรกฎาคม จีนได้ส่งห้องทดลองอวกาศเวิ้นเทียน(Wentian) ขึ้นสู่วงโคจร และไปเชื่อมต่อกับสถานีอวกาศที่โมดุลแกนกลางเทียนเหอ(Tianhe) ห้องทดลองอวกาศเป็นยานที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและหนักที่สุดเท่าที่องค์กรอวกาศจีนเคยส่ง คือ มีความยาว 17.9 เมตร และหนัก 23 เมตริกตัน ติดตั้งระวางการทดลอง 8 ชนิดซึ่งหนึ่งในนั้นเพื่อการทดลองปลูกข้าวเจ้า

      โดยปกติ ข้าวเจ้าจะเจริญเติบโตจนมีความสูง 1 ถึง 1.3 เมตรในเวลาสี่เดือน และแม้ชุดทดลองบนเวินเทียนจะยังไม่ครบวงจรการเจริญเติบโตของมัน เมื่อการทดลองเริ่มต้นในเดือนกรกฎาคม แต่ก็ดูเหมือนข้าวบนสถานีอวกาศจะเจริญได้ใกล้เคียงกับข้าวบนโลก

ข้าวเจ้าที่กำลังเจริญเติบโตในอวกาศบนสถานีอวกาศเทียนกง

     จากที่ Zheng Huiqiong นักวิจัยที่ศูนย์เพื่อความเป็นเลิศด้านวิทยาศาสตร์โมเลกุลพืช บอกว่า นับตั้งแต่ที่เริ่มการทดลองปลูกข้าวเจ้าในวันที่ 29 กรกฎาคม ในเวลาหนึ่งเดือนแรก เมล็ดของพันธุ์ข้าวต้นสูงก็เจริญจนมีความสูงราว 30 เซนติเมตร และเมล็ดของพันธุ์ข้าวต้นเตี้ยที่เรียกว่า Xiao Wei ก็มีความสูง 5 เซนติเมตรแล้ว เมล็ดข้าวกำลังเจริญเติบโตเป็นอย่างดี เจิ้งกล่าว

     นอกจากนี้ การทดลองข้าวยังมีเมล็ดพันธุ์ของ Arabidopsis thaliana ซึ่งเป็นพืชดอกขนาดเล็กตระกูลมัสตาร์ด ที่นักวิทยาศาสตร์มักจะใช้ศึกษาการกลายพันธุ์(mutation) เราต้องการจะสำรวจว่าสภาพแรงโน้มถ่วงต่ำจะส่งผลต่อเวลาในการออกดอกของพืชในระดับโมเลกุลอย่างไร และเป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้สภาพแรงโน้มถ่วงต่ำเพื่อควบรวมกระบวนการที่เกี่ยวข้องนั้น เจิ้งกล่าว การออกดอก(flowering) เป็นขั้นตอนที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการสืบพันธุ์ของพืช

Arabidopsis thaliana เจริญเติบโตบนสถานีอวกาศเทียนกง

      จีนเคยส่งเมล็ดข้าวเจ้าและพืชพันธุ์อื่นๆ ออกสู่อวกาศนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ในปฏิบัติการฉางเอ่อ 5 โคจรดวงจันทร์เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2020 ก็มีข้าวพ่วงไปด้วย และยังมีพืชอื่นๆ โดยสารไปกับยานจีนลำอื่นๆ ด้วยเช่นกัน การศึกษาเหล่านี้เพื่อช่วยให้เกิดการกลายพันธุ์และเพิ่มผลผลิต(yield) เมื่อเพาะปลูกบนโลก เช่นข้าวเจ้าที่เจอสภาพการแผ่รังสีรุนแรงในอวกาศ จะมีผลผลิตสูงขึ้นเมื่อนำกลับมาปลูกโลก โดยรวมแล้ว อุตสาหกรรมการเกษตรใช้วิธีการนี้เพื่อทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในพืชมากกว่า 200 ชนิด และยังคงมีการทดลองต่อไป

     อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสภาพแวดล้อมในอวกาศที่ทารุณ ซึ่งรวมถึงสภาพแรงโน้มถ่วงต่ำ(microgravity), การขาดแคลนอากาศ, รังสีคอสมิคพลังงานสูง เป็นต้น การผลิตข้าวในวงโคจรจึงมีความยุ่งยากอย่างเป็นอัตลักษณ์

     แต่ถ้าเราต้องการจะร่อนลงจอดและสำรวจดาวอังคาร การนำอาหารไปจากโลกก็ไม่เพียงพอสำหรับการเดินทางและปฏิบัติการที่ยาวนานในอวกาศของนักบินอวกาศ เราต้องหาแหล่งอาหารที่พอเพียงสำหรับการสำรวจอวกาศระยะยาวด้วย เจิ้งกล่าวเสริม

     สำหรับตอนนี้ การทดลองก็ยังคงดำเนินต่อไปในอวกาศ และนักวิทยาศาสตร์ก็หวังว่าจะได้เมล็ดพันธุ์ที่จะนำกลับมายังโลกเพื่อศึกษาว่า การเจริญในสภาพแรงโน้มถ่วงต่ำทำให้พวกมันมีความแตกต่างออกไปหรือไม่ และถ้าไม่มี การทดลองเหล่านี้ก็น่าจะชี้ไปถึงอนาคตที่สดใสที่จะเป็นพืชอาหารหลักของโลก ในอวกาศต่อไป

ข้าวเจ้าที่กำลังเจริญเติบโตในอวกาศบนสถานีอวกาศเทียนกง

Arabidopsis thaliana เจริญเติบโตบนสถานีอวกาศเทียนกง

แหล่งข่าว interestingengineering.com : Chinese astronauts successfully grew rice aboard the Tiangong space station  
               phys.org : Chinese astronauts successfully grow rice in space