Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs den ursprungliga artikeln.
Att ta reda på hur man kan mata människor i rymden är en viktig del av en större ansträngning för att demonstrera livsdugligheten av långsiktiga mänskliga boende i utomjordiska miljöer. Den 12 maj 2022 meddelade ett team av forskare att de framgångsrikt hade odlat växter med hjälp av månjord som samlats in under Apollo-månuppdragen. Men det här är inte första gången som forskare har försökt odla växter i jordar som vanligtvis inte bär upp liv.
Jag är en historiker inom antarktisk vetenskap. Hur man odlar växter och mat längst i södra delen av jorden har varit ett aktivt forskningsområde i mer än 120 år. Dessa ansträngningar har hjälpt till att öka förståelsen för jordbrukets många utmaningar i extrema miljöer och så småningom lett till begränsad, men framgångsrik, växtodling i Antarktis. Och särskilt efter 1960-talet började forskare uttryckligen se på denna forskning som en språngbräda till mänskligt boende i rymden.
Den här målningen visar ett rum ombord på det antarktiska forskningsfartyget Discovery, där de första plantorna odlades med jord från Antarktis. Hulton Archive/Stringer via Getty Images
Växter i Antarktis
De tidigaste ansträngningarna att odla växter i Antarktis var främst inriktade på att ge näring till upptäcktsresande.
År 1902 var den brittiske läkaren och botanikern Reginald Koettlitz den första personen som odlade mat i antarktisk jord. Han samlade lite jord från McMurdo Sound och använde den för att odla senap och krasse i lådor under ett takfönster ombord på expeditionens skepp. Skörden var omedelbart fördelaktig för expeditionen. Koettlitz producerade tillräckligt för att under ett utbrott av skörbjugg åt hela besättningen greenerna för att hjälpa till att avvärja deras symptom. Detta tidiga experiment visade att antarktisk jord kunde vara produktiv och pekade också på näringsfördelarna med färsk mat under polarexpeditioner.
Tidiga försök att odla växter direkt i antarktiska landskap var mindre framgångsrika. 1904 skickade den skotske botanikern Robert Rudmose-Brown frön från 22 kyltoleranta arktiska växter till den lilla, kyliga Laurieön för att se om de skulle växa. Alla frön misslyckades med att gro, vilket Rudmose-Brown tillskrev både miljöförhållandena och frånvaron av en biolog som hjälpte till att inleda deras tillväxt.
Det har gjorts många fler försök att introducera främmande växter till det antarktiska landskapet, men i allmänhet överlevde de inte länge. Även om jorden i sig kunde försörja en del växtliv, var den hårda miljön inte vänlig för växtodling.
Det enda sättet att framgångsrikt odla mat i den kalla miljön i Antarktis är inuti ett växthus, som det här vid McMurdo Station. Eli Duke/Flickr, CC BY-SA
Modern teknik och känslomässiga fördelar
På 1940-talet hade många nationer börjat sätta upp långsiktiga forskningsstationer i Antarktis. Eftersom det var omöjligt att odla växter utomhus tog vissa människor som bodde på dessa stationer på sig själva att bygga växthus för att ge både mat och känslomässigt välbefinnande. Men de insåg snart att den antarktiska jorden var av för dålig kvalitet för de flesta grödor utöver senap och krasse, och den förlorade vanligtvis sin fertilitet efter ett eller två år. Från och med 1960-talet började folk gå över till den jordfria metoden hydroponi, ett system där man odlar växter med sina rötter nedsänkta i kemiskt förbättrat vatten under en kombination av artificiellt och naturligt ljus.
Hydroponiska system odlar växter utan behov av jord. Eli Duke/Flickr, CC BY-SA
Genom att använda hydroponiska tekniker i växthus använde växtproduktionsanläggningar inte den antarktiska miljön för att odla grödor alls. Istället skapade människor konstgjorda förhållanden.
År 2015 fanns det minst 43 olika anläggningar på Antarktis där forskare hade odlat växter vid något tillfälle. Även om dessa anläggningar har varit användbara för vetenskapliga experiment, uppskattade många invånare i Antarktis att de kunde äta färska grönsaker på vintern och ansåg att dessa anläggningar var enorma fördelar för deras psykologiska välbefinnande. Som en forskare uttryckte det är de "varma, ljusa och fulla av grönt liv - en miljö man saknar under den antarktiska vintern."
Vid Amundsen-Scott South Pole Station har forskare genomfört experiment som utformats för att efterlikna växtförhållanden i rymden sedan 2004. Daniel Leussler/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Antarktis som en analog för rymden
När den permanenta mänskliga ockupationen av Antarktis växte under mitten av 1900-talet, började mänskligheten också sin skjuts ut i rymden - och specifikt till månen. Från och med 1960-talet började forskare som arbetade för organisationer som NASA att tänka på det fientliga, extrema och främmande Antarktis som en bekväm analog för rymdutforskning, där nationer kunde testa rymdteknik och protokoll, inklusive växtproduktion. Det intresset fortsatte under slutet av 1900-talet, men det var inte förrän på 2000-talet som rymden blev ett primärt mål för viss antarktisk jordbruksforskning.
2004 samarbetade National Science Foundation och University of Arizonas Controlled Environment Agriculture Center för att bygga South Pole Food Growth Chamber. Projektet utformades för att testa idén om ett jordbruk med kontrollerad miljö – ett sätt att maximera växttillväxten samtidigt som resursanvändningen minimeras. Enligt dess arkitekter efterliknade anläggningen förhållandena för en månbas och gav "en analog på jorden för några av de problem som kommer att uppstå när livsmedelsproduktion flyttas till rymdbostäder." Denna anläggning fortsätter att förse sydpolstationen med kompletterande mat.
Sedan University of Arizona byggde South Pole Food Growth Chamber har University of Arizona samarbetat med NASA för att bygga en liknande prototyp för Lunar Greenhouse.
Den internationella rymdstationen är hem för en liten grönsaksträdgård som levererar små mängder mat till besättningen. NASA
Odla växter i rymden
När människor började tillbringa längre tider i rymden mot slutet av 1900-talet började astronauter använda lärdomarna från ett sekel av växtodling i Antarktis.
2014 installerade NASA-astronauter Vegetable Production System ombord på den internationella rymdstationen för att studera växttillväxt i mikrogravitation. Nästa år skördade de en liten skörd sallad, av vilken en del sedan åt med balsamvinäger. Precis som antarktiska forskare hade hävdat i många år, hävdade NASA att det näringsmässiga och psykologiska värdet av färskvaror är "en lösning på utmaningen med långvariga uppdrag ut i rymden."
EDEN ISS är det senaste experimentet utformat för att efterlikna en livsmedelsproduktionsanläggning på månen och kan framgångsrikt mata en besättning på sex personer. DLR German Aerospace Center/Flickr, CC BY
Antarktisforskning spelar en viktig roll för rymden än i dag. Under 2018 lanserade Tyskland ett projekt i Antarktis som heter EDEN ISS som fokuserade på växtodlingsteknik och deras tillämpningar i rymden i ett halvslutet system. Växterna växer i luften när misters spraya kemiskt förstärkt vatten på sina rötter. Under det första året kunde EDEN ISS producera tillräckligt med färska grönsaker för att utgöra en tredjedel av kosten för en besättning på sex personer.
Precis som i Antarktis historia är frågan om hur man odlar växter central i all diskussion om möjliga mänskliga bosättningar på Månen eller Mars. Människor övergav så småningom ansträngningarna att odla det hårda antarktiska landskapet för livsmedelsproduktion och vände sig till artificiell teknik och miljöer för att göra det. Men efter mer än ett sekel av övning och med de mest moderna teknikerna, har maten som odlats i Antarktis aldrig kunnat försörja många människor särskilt länge. Innan du skickar människor till månen eller Mars kan det vara klokt att först bevisa att en bosättning kan överleva på egen hand mitt bland jordens frusna södra slätter.
Daniella McCahey är docent i historia vid Texas Tech University. Hennes forskning försöker koppla den antarktiska kontinenten, haven och atmosfären till teman i modern världshistoria.
