เมื่อจุลินทรีย์อาจเป็นคำตอบสำหรับฟาร์มบนดวงจันทร์

กำหนดการตั้งรกรากบนดวงจันทร์ของมนุษยชาติเริ่มเป็นที่พูดถึงมากขึ้น เมื่อปัจจุบันโครงการอวกาศมากมายมุ่งหน้าในการพามนุษย์สู่ดวงจันทร์แทบทั้งสิ้น ด้วยเหตุนี้ประเทศมหาอำนาจทางเทคโนโลยีทั้งหลายตั้งแต่สหรัฐฯ, จีน, ญี่ปุ่น, อินเดีย ฯลฯ ต่างเร่งพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศอย่างต่อเนื่อง

 

          อย่างไรก็ตามการส่งนักบินอวกาศไปใช้ชีวิตบนดวงจันทร์ก็ไม่ใช่เรื่องงง่าย เราทราบดีว่าบนอวกาศขาดแคลนปัจจัยดำรงชีวิตในทุกด้านตั้งแต่อากาศ, น้ำ, ที่อยู่อาศัย ไปจนอาหาร นำไปสู่ความพยายามในการคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อแก้ไขปัญหาให้แก่นักบินอวกาศที่กำลังจะถูกส่งออกไปในไม่ช้า

 

          และหนึ่งในแนวทางแก้ปัญหาด้านอาหารบนอวกาศคือ การใช้จุลินทรีย์เพื่อให้สามารถทำฟาร์มบนดวงจันทร์

 

 

ข้อจำกัดของอาหารการกินบนอวกาศ สู่การผลิตอาหารบนดวงจันทร์

 

          เมื่อพูดถึงมื้ออาหารบนอวกาศหลายท่านอาจรู้สึกว่าเป็นการใช้ชีวิตที่ค่อนข้างยากลำบาก ทั้งจากความเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมแตกต่างจากบนพื้นโลก ต้องกินอาหารที่ผ่านการจัดเตรียมมาเท่านั้น ไปจนน้ำดื่มที่จำต้องบำบัดหมุนเวียนจากของเสียในร่างกาย ที่แม้จะผ่านการบำบัดจนสะอาดแต่อาจต้องใช้เวลาทำใจเสียหน่อย

 

          แม้มีข้อจำกัดนานัปการโดยเฉพาะผลกระทบที่เกิดกับร่างกาย แต่โดยพื้นฐานอาหารการกินของนักบินอวกาศได้รับการจัดสรรไว้พร้อมสรรพ เพื่อรักษาสุขภาพจิตในระหว่างปฏิบัติภารกิจ โดยมีเมนูหลากหลายตั้งแต่พิซซ่า แซนด์วิชเบคอน หรือแม้แต่ชีสเบอร์เกอร์ ข้อจำกัดเพียงหนึ่งเดียวคือเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่ถูกห้ามเด็ดขาด

 

          อย่างไรก็ตามข้อจำกัดสำคัญของอาหารบนอวกาศคือ จำเป็นต้องผ่านการจัดเตรียมไปตั้งแต่บนพื้นโลก ด้วยบนอวกาศขาดแคลนทรัพยากรสำหรับทำการผลิต กระทั่งอาหารในแต่ละมื้อยังถูกรีดโมเลกุลน้ำเพื่อลดน้ำหนัก เมื่อรับประทานจึงค่อยนำไปอุ่นด้วยการเติมน้ำร้อนอีกที

 

          ในการปฏิบัติภารกิจระยะสั้นหรือการใช้ชีวิตบนสถานีอวกาศนานาชาติ(ISS)ล้วนพึ่งพาการส่งเสบียงจากโลก แต่การส่งบุคลากรไปดวงจันทร์มีจุดหมายเพื่อวางรากฐานในการตั้งรกรากและอาณานิคมบนอวกาศ ไม่สามารถพึ่งพาเสบียงที่ส่งจากโลกไปได้ตลอด ด้วยเหตุนี้จึงเริ่มมีแนวคิดในการผลิตอาหารบนดวงจันทร์

 

          เมื่อพูดถึงการผลิตอาหารอย่างแรกที่เรานึกถึงย่อมเป็นการเพาะปลูก ถือเป็นกระบวนการผลิตอาหารขั้นพื้นฐานนับแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ อย่างไรก็ตามการเพาะปลูกบนดวงจันทร์ถือเป็นเรื่องยากระดับแทบเป็นไปไม่ได้ ด้วยข้อจำกัดด้านทรัพยากรจนยากจะเกิดขึ้นจริง

 

          แต่ทุกอย่างอาจเปลี่ยนไปเมื่อมีการพัฒนาจุลินทรีย์ที่ช่วยรองรับการเพาะปลูกบนดวงจันทร์

 

 

จุลินทรีย์ชนิดใหม่สู่การทำฟาร์มบนดวงจันทร์

 

          แนวคิดนี้มาจากทีมวิจัยแห่ง China Agricultural University กับแนวทางแก้ปัญหาขาดแคลนอาหารของนักบินอวกาศ กับการพัฒนาจุลินทรีย์รูปแบบใหม่เพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ และช่วยปรับหน้าดินให้เหมาะสมต่อการเพาะปลูกได้ แม้จะเป็นพื้นดินอันแห้งแล้งของดวงจันทร์

 

          แนวคิดการเพาะปลูกบนดวงจันทร์ได้รับการพูดถึงมากขึ้น นับแต่มีการค้นพบธารน้ำแข็งที่สามารถเป็นแหล่งน้ำและออกซิเจนสำหรับดำรงชีวิต อย่างไรก็ตามกลับมีปัญหาในขั้นการปฏิบัติจริง ด้วยพื้นฐานคุณสมบัติดินบนดวงจันทร์ขาดแคลนธาตุอาหารสำคัญอย่าง ไนโตรเจน และ คาร์บอน แม้จะมีธาตุอาหารอย่างฟอสฟอรัสแต่พืชก็ไม่สามารถดูดซึมได้

 

          ด้วยเหตุนี้แม้ที่ผ่านมีความพยายามในการทดลองปลูกพืชบนดวงจันทร์ หรือแม้แต่การนำดินบนดวงจันทร์มาใช้ทดสอบในการปลูกพืชแต่กลับให้ผลลัพธ์ได้ไม่ดีนัก ด้วยการขาดแคลนแร่ธาตุสำคัญพืชที่ถูกเพาะปลูกจึงขาดความแข็งแรงและไม่สามารถเจริญเติบโตอย่างมีประสิทธิภาพ

 

          แนวทางที่เป็นไปได้ในการเพาะปลูกบนดวงจันทร์ จึงอาจจำเป็นต้องขนส่งระบบเพาะปลูกและทรัพยากรที่จำเป็นอย่าง ดินที่อุดมสมบูรณ์ หรือ ระบบปลูกพืชในน้ำ แต่นั่นเท่ากับจำเป็นต้องส่งแร่ธาตุและปุ๋ยจำนวนมหาศาลสู่ดวงจันทร์ ซึ่งสิ้นเปลืองทรัพยากรเป็นอย่างมาก

 

          นำไปสู่แนวทางการใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์เพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของผิวดินแบบเดียวกับที่เกิดบนพื้นโลก

 

          เพื่อยืนยันแนวคิดนี้พวกเขาทดสอบโดยอาศัยเศษฝุ่นจากภูเขาไฟ ที่มีองค์ประกอบใกล้เคียงกับตัวอย่างดินบนดวงจันทร์ที่เก็บมาจากยาน Apollo14 นำมาทดสอบร่วมกับแบคทีเรีย 5 ชนิด เป็นจุลชีพที่ถูกใช้งานทั่วไปในฐานะปุ๋ยชีวภาพในภาคการเกษตร เพื่อทดสอบว่าจุลินทรีย์กลุ่มนี้จะสามารถละลายฟอสฟอรัสสะสมในผิวดินได้หรือไม่

 

          ภายหลังการทดสอบผสมดินบนดวงจันทร์เข้ากับจุลินทรีย์ที่กำหนดและน้ำเป็นเวลาราว 21 วัน พวกเขาพบว่าจุลินทรีย์ช่วยละลายฟอสฟอรัสสะสมในผิวดินไปกับน้ำจนพืชสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ และช่วยให้นักวิจัยสามารถปลูกต้นยาสูบพันธุ์ Nicotiana benthamiana ได้สำเร็จ

 

          หลังผ่านไป 24 วันพืชที่ได้รับการปลูกผ่านดินที่ได้รับการบำรุงจากจุลินทรีย์ มีอัตราการเจริญเติบโตของลำต้นและรากยาวกว่า มีกลุ่มใบเติบโตหนาแน่นกว่า อีกทั้งยังมีปริมาณคลอโรฟิลล์สะสมภายในใบมากกว่าพืชที่ได้รับการปลูกบนดินที่ไม่ได้รับการบำรุงถึง 2 เท่า

 

          ข้อดีในการใช้จุลินทรีย์ในการบำรุงดินคือ ไม่จำเป็นต้องอาศัยทรัพยากรจากโลกมากนัก สามารถใช้ดินบนดวงจันทร์ร่วมกับน้ำและอากาศที่สกัดจากธารน้ำแข็งก็เพียงพอสำหรับการเพาะปลูก ลดภาระการขนส่งลงได้มาก นอกจากนี้การเพาะปลูกนอกจากช่วยแก้ปัญหาเรื่องอาหาร ยังช่วยเพิ่มปริมาณออกซิเจนซึ่งเป็นทรัพยากรดำรงชีวิตได้อีกทาง

 

          การใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์เหล่านี้จึงอาจเป็นคำตอบสำหรับการเพาะปลูกบนดวงจันทร์

 

 

 

          จริงอยู่จุลินทรีย์นี้ยังต้องผ่านขั้นตอนทดสอบอีกมาก ด้วยดินที่พวกเขาใช้ในการทดสอบเป็นเพียงตัวอย่างจำลองจากดินบนดวงจันทร์ อีกทั้งยังต้องตรวจสอบว่าสามารถใช้ประโยชน์ร่วมกับพืชพันธุ์ชนิดอื่นได้แค่ไหน ยังต้องได้รับการพัฒนาปรับปรุงอีกหลายด้านก่อนนำไปใช้งาน

 

          แต่ไม่ว่าการวิจัยนี้จะสำเร็จหรือไม่ อนาคตที่เราจะได้ทำการเพาะปลูกบนอวกาศคงอยู่อีกไม่ไกลนัก

 

 

 

 

          ที่มา

 

          https://www.space.com/what-do-astronauts-eat-space-food

 

          https://www.space.com/earth-microbes-moon-soil-plant-growth