World

Ilmuwan Menumbuhkan Bibit Pertama di Apollo Moon Dirt



Dua belas gram bulan tiba di laboratorium Robert Ferl dalam kotak UPS yang tidak dihias.

Ferl, seorang ahli hortikultura di University of Florida, telah menunggu lebih dari satu dekade untuk momen itu. Kotak kecil berisi tanah, cap pos dari NASA, menyimpan beberapa sampel debu bulan, atau regolit yang tersisa, yang dikumpulkan oleh para astronot di Apollo 11, 12 dan 17 misi. Meskipun berlatih selama berbulan-bulan, kenang Ferl, dia mengangkat sampel dengan tangan gemetar. “Ini hal yang aneh dan menakutkan. Maksudku, apa yang terjadi jika kamu menjatuhkannya?” dia berkata. Ferl dan timnya akan menjadi peneliti pertama yang menanam tanaman di tanah bulan yang sebenarnya.

Eksperimen itu diberi lampu hijau sebagai bagian dari ledakan penelitian bulan baru-baru ini yang didorong oleh program Artemis NASA, yang bertujuan untuk mengirim manusia kembali ke bulan akhir dekade ini. Kali ini, NASA ingin menjelajahi bulan secara lebih berkelanjutan dengan membuat pos-pos permukaan untuk masa tinggal yang lebih lama, serta stasiun luar angkasa yang mengorbit bulan yang disebut Gateway—keduanya latihan pakaian vital, kata badan antariksa itu, untuk perjalanan astronot akhirnya ke Mars. . Para ilmuwan percaya bahwa misi yang lebih lama ini akan membutuhkan sumber makanan yang berkelanjutan. “Semua eksplorasi manusia didorong oleh kemampuan untuk memberi makan kru,” kata Gil Cauthorn, peneliti Astrobotany International Research Initiative yang berbasis di Osaka, Jepang.

Penelitian Ferl, yang diterbitkan di Biologi Komunikasi pada bulan Mei, menawarkan langkah pertama yang penting dalam perjalanan itu, yang pada akhirnya membuktikan bahwa tanaman dapat tumbuh di tanah bulan. Bibit gagal untuk benar-benar berkembang di regolith saja, bagaimanapun, menunjukkan bahwa petani bulan di masa depan perlu menyuburkan tanah mereka sebelum menanam tanaman.

Untuk menguji tanah bulan, Ferl dan timnya membagi sampel ke dalam 12 pot masing-masing 900 miligram dan ditanam di setiap biji dari Arabidopsis thaliana (kerabat kuat mustard dan kubis yang merupakan “organisme model” standar dalam biologi). Untuk kesenangan mereka, semua benih berhasil berkecambah. Namun bibit mengalami kesulitan dengan tahap pertumbuhan berikutnya: membangun sistem akar yang sehat. “Itu ternyata cukup bermasalah,” kata Ferl. Kecambah Apollo lambat tumbuh dan menunjukkan tanda-tanda stres ekstrem yang terkait dengan terlalu banyak garam, logam, dan oksidasi tanah. Banyak hal yang berkaitan dengan kondisi yang tidak wajar di mana regolith bulan terbentuk — itu dihantam oleh angin matahari, sinar kosmik, dan serangan meteorit selama miliaran tahun. Tetapi yang sama pentingnya adalah bahan-bahan yang hilang—yaitu, air dan mikroba.

Mikroba adalah salah satu komponen terpenting dari tanah apa pun. “Mereka memainkan peran besar,” kata Gretchen North, ahli ekologi fisiologis tanaman di Occidental College, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Bakteri simbiotik membantu tanaman mengatur hormon pertumbuhan, melawan patogen, meminimalkan tekanan lingkungan dan menyerap nutrisi penting seperti nitrogen. Namun, regolit bulan tidak memiliki mikrobioma alami. Tanpa jaringan biologis yang kompleks ini, tanaman yang tumbuh di tanah bulan berjuang untuk mengelola penyerapan nutrisi dan stres.

Kekurangan air juga dapat mengubah konsistensi tanah menjadi lebih buruk. Regolith, yang merupakan bahan nonbiologis, dapat menjadi sangat padat seperti semen ketika air ditambahkan. “Sulit untuk membuat benda itu tidak menjadi batu,” kata Cauthorn.

Tapi ini tidak berarti bahwa lunar regolith tidak dapat dibuat menjadi tanah yang layak dengan menambahkan nutrisi tambahan atau tanaman pengomposan untuk mendorong pertumbuhan mikroba. Bahkan dengan mengambil tanah apa adanya, ada kemungkinan tanaman dapat bertahan selama satu atau dua generasi saat mereka tumbuh. “Tanaman tanaman benar-benar mampu mengencangkan ikat pinggang mereka dan menjadi kecil,” kata North. Namun, tanpa pengembangan tanah yang tepat, “setelah beberapa saat, mereka mungkin tidak akan melakukan hal-hal penting yang kita butuhkan untuk tanaman.”

Terlepas dari hambatan nutrisi dan mikroba seperti itu untuk pertanian bulan, North, yang telah mempelajari pertumbuhan tanaman dalam simulasi kondisi Mars, percaya bahwa bulan menawarkan tanah yang lebih subur daripada tanah berkarat di Planet Merah. Itu karena regolith Mars penuh dengan perklorat, senyawa oksidatif yang menghambat pertumbuhan tanaman dan dapat berbahaya bagi manusia.

Cepat atau lambat, kemampuan untuk bercocok tanam di luar Bumi akan menjadi vital untuk hidup dan bekerja di luar angkasa. Baik di habitat orbit atau dalam perjalanan antarplanet jarak jauh, tanaman tidak hanya dapat menjadi sumber makanan berkelanjutan tetapi juga komponen yang membantu sistem pendukung kehidupan dengan menghasilkan oksigen dan membersihkan udara dari kelebihan karbon dioksida. “Menumbuhkan tanaman, itu semua adalah bagian dari belajar bagaimana bertahan dan berkembang di lingkungan luar angkasa yang Anda harapkan untuk bekerja,” kata Jake Bleacher, kepala ilmuwan eksplorasi di Direktorat Misi Eksplorasi dan Operasi Manusia NASA, yang juga tidak terlibat dalam pembelajaran. Terlebih lagi, metode bercocok tanam dari regolith dunia lain juga bisa berguna untuk mengelola pertanian di tanah yang sangat kekurangan nutrisi dan air di Bumi ini.

“Sebagian besar dari kita tidak akan pergi ke luar angkasa,” kata Cauthorn. “Tetapi jika kita dapat merekayasa cara untuk menghasilkan jenis tanaman ini di lingkungan yang tak kenal ampun—seperti permukaan bulan—kita dapat menerapkannya untuk memenuhi tantangan pangan kita di area yang tidak bisa lagi menanam pangan.”

Di masa depan, Ferl ingin terus mempelajari bagaimana kehidupan dapat bertahan di tanah luar bumi yang tandus. Tetapi untuk saat ini, dia dan rekan-rekan penelitinya berterima kasih atas kesempatan untuk bereksperimen dengan satu-satunya bagian dari tanah bulan di Bumi. “Bagi kami, itu adalah dan terus menjadi hak istimewa yang nyata,” katanya.

Artikel ini pertama kali tayang di situs www.scientificamerican.com

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button