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2024-06-15 07:34:21
月で植物を育てることは可能ですか？
最近の最も象徴的な画像の一つ SF映画 2015年の映画「オデッセイ」では、宇宙飛行士マーク・ワトニー（マット・デイモン演じる）が火星に取り残されながらもジャガイモを栽培することに成功します。
そうなると、火星や月などの遠い惑星で人類が作物やその他の植物を育てるのがどれだけ容易なのかという疑問が湧いてくる。
すでに、作物を栽培する実験が進行中である。 国際宇宙ステーション長期ミッションに臨む宇宙飛行士が自らの食料を栽培できることの利点を考えると、
LEAF実験は、月で植物を栽培できるかどうかを調べることを目的としています。クレジット: NASA
月で植物を育てることが可能かどうかを科学的に調査する実験の 1 つが、LEAF (Lunar Effects on Agricultural Flora) です。
LEAF は、地球上の屋内農場で使用されているものと同様の植物栽培室です。
これは、アポロ時代以来初めて人類を月面に戻すアルテミス3号ミッションのために選ばれた一連の科学機器のうちの1つである。
LEAF の目的は、月面で植物が育つことができるかどうか、そしてこれが月面宇宙飛行士が自立できるようになるための実行可能な方法であるかどうかを確認することです。
アルテミス3号ミッションの拠点となる月の南極で氷が発見されたことで、そこの月面居住地では水の供給源を確保できるようですが、では、作物やその他の植物の栽培はどうでしょうか?
クリスティン・エスコバー氏は、生物宇宙学の研究者であり、人類の宇宙探査の持続的な発展を目指すスペースラボの副社長です。
彼女は LEAF チームの主任研究員であり、私たちは月で植物を育てることがどの程度可能であるかについてさらに詳しく質問する機会を得ました。
クレジット: スペースラボ
LEAF実験とは何ですか?
LEAF は、水、栄養、光、快適な気候など、植物が生き残るために必要なものすべてを提供するだけでなく、宇宙の過酷な環境から植物を保護します。
この装置は植物の成長を観察し、成長、形、色、そして光合成において環境とガスを交換する様子を監視します。
また、宇宙環境で植物が自らを守るためにどのように行動を変えるのかを、生体分子レベルで調査します。
LEAF はアルテミス III ミッションにどのように適合しますか?
アルテミス3号は、50年ちょっと前のアポロ以来、人類を再び月面に送る初のミッションとなり、2026年9月までに打ち上げられる予定だ。
LEAF はその機器の一つとして選ばれました。
乗組員はチャンバーを月面に運び、展開して初期化する。
このチャンバーは種子に水を送り、成長を促します。画像とデータは地球に送信されます。
乗組員は数日後に出発する際に持ち帰るサンプルを収集する予定です。
しかし、一部のサンプルはチャンバー内に残され、システムの電力がなくなるまで、最長2週間まで成長を続けます。
LEAFの展開が成功すれば、人類が月面で植物を栽培し、収穫するのは初めてのこととなる。
月面で栽培された最初の植物は、嫦娥4号の月着陸船が運んだ綿の苗木だった。
嫦娥4号実験機が月面で種子を発芽させる様子を示す画像
LEAF チャンバーは宇宙飛行の課題に対してどのように保護されているのでしょうか?
まず第一に、気温の変化が激しいです。保護的な大気がない状態で日光が当たると非常に暑くなり、太陽がなくなると非常に寒くなります。
LEAF は、植物を暖かく保ち、過熱を防ぐために、多くの熱保護を必要とします。
また、二酸化炭素を必要とする空気も供給しなければなりません。
植物は、地球上では大気によって保護されている宇宙では高放射線や部分的な重力にもさらされることになる。
植物は重力と放射線の違いを感知し、生理学的反応を変えます。
植物はどうなるのでしょうか？
いくつかの予測があります。
植物は、さらされる条件に応じて光合成と成長を調節します。
環境ストレスにさらされると、資源を節約するために代謝を遅くする可能性があります。
宇宙空間で有害な放射線から身を守る化合物、例えば抗酸化物質や他の色素などを生成する可能性がある。
人間が太陽から身を守るために色素を生成するのと同じように、植物も宇宙放射線から身を守るために化合物を生成する可能性があります。
私たちは、この環境がどのようにして抗酸化物質の生成を促進するのかを調べることに特に興味を持っています。これらの化合物は乗組員にとって栄養上の利点がある可能性があるからです。
国際宇宙ステーションで植物を育てることはできますが、月ではどうでしょうか? NASA の宇宙飛行士スティーブ・スワンソンが国際宇宙ステーションでの Veg-01 実験の一環としてロメインレタスを収穫しています。画像提供: NASA
どのような植物が栽培されるのでしょうか？
私たちが使用しているのは、ウォルフィア（別名「ウォーターミール」）、カブの仲間であるブラシカ・ラパ、そしてシロイヌナズナ（別名「タレ・クレス」）の 3 種類です。
私たちは、国際宇宙ステーションの低軌道で栽培された植物など、以前に宇宙で栽培された植物を比較するためのデータが必要でした。
また、私たちは、この環境に耐えることができ、生き残るのに役立つと予測される特性を持つ植物を選びたいと考えました。
例えば、ミズヒキ植物は多くの抗酸化物質を生成します。
LEAF はなぜそれほど重要なのでしょうか?
人類の宇宙探査は、持続可能性に関する最大の課題です。資源が非常に少ない、狭く孤立した環境で生きていこうとするのです。
あなたを救出するために地球にアクセスできる手段は限られています。少なくともすぐにはできません。
そこで持続可能な暮らし方を学ぶことができれば、地球上の資源をより良く節約する方法も学べると思います。
このインタビューは、BBC Sky at Night Magazine 2024年7月号に掲載されました。
#宇宙飛行士は月で植物を育てることができるでしょうか