سؤال وجواب مع خبيرة في قابلية الحياة على سطح القمر

آنيتا شاندران تقابل د. كريستين إسكوبار

ما تجربة LEAF؟
LEAF هي اختصار لعبارة Lunar Effects on Agricultural Flora، وتعني التأثيرات القمرية على النباتات الزراعية، والتجربة هي في الأساس غرفة لنمو النباتات، تُشبه ما يوجد في مزارع داخلية على الأرض. توفر تجربة LEAF للنباتات كلَّ ما تحتاج إليه للبقاء في قيد الحياة ماءً وموادَّ مغذية وضوءاً ومناخاً مناسباً ولكنها تحميها أيضاً من بيئة الفضاء القاسية. ستراقب التجربة النباتات في أثناء تطورها، فتراقب نموها، وأشكالها، وألوانها، إضافة إلى كيفية تبادلها الغازات مع بيئتها في عملية البناء (التمثيل) الضوئي. سنضطلع أيضاً بإجراء تحقيقات على المستوى الجزيئي الحيوي للنظر في كيفية تغيير النباتات سلوكَها لكي تحمي ذاتها في بيئة فضائية.

كيف تتناسب تجربة LEAF مع المهمة آرتيمس 3؟
ستكون آرتيمس 3 (Artemis III) أول مهمة لإعادة البشر إلى سطح القمر منذ مهمة أبولو، قبل ما يزيد قليلاً على 50 عاماً. ومن المخطط إطلاقها في موعد لا يتجاوز شهر سبتمبر 2026. وقد اختيرت تجربة LEAF كواحدة من أدواتها.

 سيأخذ الطاقم الغرفة إلى سطح القمر، ويضعها هناك ويُشغلها. ستتيح الغرفة وصول الماء إلى البذور، لتدعم نموها. وسترسل الصور والبيانات مرة أخرى إلى الأرض. سيجمع الطاقم عينات لإعادتها عندما يغادرون القمر بعد عدة أيام، ولكن بعض العينات ستُترَك لتواصل نموها في الغرفة إلى أن تنفد طاقة النظام، بعد أسبوعين تقريباً. إذا أمكن وضع مشروع LEAF بنجاح على القمر، فستكون هذه هي أول مرة يزرع فيها البشر نباتات ويحصدونها على سطح القمر (أول نبات استُنبِت فوق القمر كان شتلة قطن حملتها مركبة الهبوط القمرية الصينية تشانغ آه 4 (Chang’e 4)).

كيف يمكن حماية غرفة التجربة LEAF من تحديات التحليق الفضائي؟
أولاً، وقبل كل شيء، هناك تقلبات شديدة في درجات الحرارة: الحرارة شديدة جداً في طرف القمر المضاء بأشعة الشمس، مع عدم وجود غلاف جوي واقٍ؛ وهي باردة جداً عندما تغيب الشمس. يحتاج نبات تجربة LEAF إلى قدر كبير من الحماية الحرارية، سواء للحفاظ على النباتات دافئة، أو لمنع ارتفاع حرارة وسطها. وعلينا أيضاً أن نزودها بالهواء الذي تحتاج إلى ثاني أكسيد الكربون منه. كما ستتعرض النباتات أيضاً للإشعاع المرتفع في الفضاء الذي يحمينا منه غلافُنا الجوي على الأرض، إضافة إلى الجاذبية الجزئية. ستشعر النباتات بالفرق في الجاذبية والإشعاع، وستغير استجابتها الفسيولوجية تبعاً لذلك.

ماذا تتوقعين أن يحدث للنباتات؟
لدينا عدة توقعات: تنظم النباتات عملية التمثيل الضوئي والنمو وفقاً للظروف التي تتعرض لها. إذا كانت تحت ضغط بيئي، فقد تبطئ من عملية التمثيل الغذائي لكي تحافظ على مواردها. وقد تصنع مركبات تحميها من الإشعاع الضار في الفضاء، على سبيل المثال، مضادات أكسدة، أو صبغات أخرى. ومثلما يصنع البشر صبغات لحماية أنفسهم من الشمس، فقد تصنع تلك النباتات أيضاً مركبات لحماية ذاتها من إشعاع الفضاء. نحن مهتمون بصورة خاصة بالنظر في كيفية تعزيز هذه البيئة لإنتاج مضادات الأكسدة، حيث قد تكون لهذه المركبات فوائد غذائية لطاقم الرواد.

ما أنواع النباتات التي ستُزرَع هناك؟
سنأخذ إلى هناك ثلاثة أصناف: الولفية Wolffia أو ”وجبة الماء“ Watermeal؛ وكرنب رابا Brassica rapa، وهذه قريبة من نبات اللفت؛ وأيضاً نبات رشاد أذن الفأر Arabidopsis thaliana، أو ”رشاد الثال“ Thale cress. أردنا تجربة نباتات زُرعت في الفضاء من قبل، مثل تلك التي زُرعت في مدار أرضي منخفض في محطة الفضاء الدوليةISS، وذلك لكي تكون لدينا بيانات يمكن مقارنتها. أردنا أيضاً اختيار النباتات التي نعتقد أنها ستكون مرنة في هذه البيئة، ولها خصائص نتوقع أنها قد تساعدها على البقاء. مثلاً تُنتج نباتات الولفية كثيراً من مضادات الأكسدة.

ما الذي تعتقدين بأهميته الكبيرة في تجربة LEAF؟
يُعَد استكشاف الإنسان للفضاء أكبر تحدٍّ لمفهوم الاستدامة: أنت تحاولين العيش في بيئة صغيرة ومعزولة بموارد قليلة جداً. ولديك فرصة وصول محدودة إلى الأرض لإنقاذك، أو على الأقل ليس بسرعة. أعتقد أنه إذا تمكنا من تعلُّم العيش بنحو مستدام هناك، فإن هذا يمكن أن يعلِّمنا أيضاً كيفية الحفاظ على مواردنا بصورة أفضل هنا على هذا الكوكب. 

كريستين إسكوبار Christine Escobar:
باحثة في مجال الملاحة الحيوية الفضائية، ونائبة رئيس مختبر الفضاء Space Lab، الذي يبحث في تطوير استكشاف الإنسان للفضاء بصورة مستدامة