अंटार्कटिक कृषि की एक सदी वैज्ञानिकों को अंतरिक्ष में भोजन उगाने में मदद कर रही है – द वायर साइंस

दक्षिणी ध्रुव अनुसंधान केंद्र में पौधों का ग्रीनहाउस, दिसंबर 2003। फोटो: डेव्यू / फ़्लिकर, सीसी बाय 2.0


  • जैसे अंटार्कटिक इतिहास में, चंद्रमा या मंगल पर संभावित मानव बस्तियों की किसी भी चर्चा के लिए पौधों को कैसे विकसित किया जाए, यह सवाल केंद्रीय है।
  • लोगों ने अंततः खाद्य उत्पादन के लिए कठोर अंटार्कटिक परिदृश्य को विकसित करने के प्रयासों को छोड़ दिया और ऐसा करने के लिए कृत्रिम प्रौद्योगिकियों और वातावरण की ओर रुख किया।
  • लेकिन एक सदी से अधिक के अभ्यास और सबसे आधुनिक तकनीकों का उपयोग करने के बाद, अंटार्कटिका में उगाया जाने वाला भोजन कभी भी बहुत लंबे समय तक कई लोगों का समर्थन करने में सक्षम नहीं रहा है।
  • लोगों को चंद्रमा या मंगल पर भेजने से पहले, पहले यह साबित करना बुद्धिमानी होगी कि पृथ्वी के जमे हुए दक्षिणी मैदानों के बीच एक बस्ती अपने आप जीवित रह सकती है।

अंतरिक्ष में लोगों को खिलाने का तरीका पता लगाना, अलौकिक वातावरण के दीर्घकालिक मानव निवास की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करने के एक बड़े प्रयास का एक प्रमुख हिस्सा है। 12 मई, 2022 को, वैज्ञानिकों की एक टीम ने घोषणा की कि उन्होंने अपोलो मून मिशन के दौरान एकत्रित चंद्र मिट्टी का उपयोग करके पौधों को सफलतापूर्वक विकसित किया है। लेकिन यह पहली बार नहीं है कि वैज्ञानिकों ने मिट्टी में ऐसे पौधे उगाने का प्रयास किया है जो आमतौर पर जीवन का समर्थन नहीं करते हैं।

मैं अंटार्कटिक विज्ञान का इतिहासकार हूं। पृथ्वी के सुदूर दक्षिणी इलाकों में पौधे और भोजन कैसे उगाएं 120 से अधिक वर्षों से अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र रहा है। इन प्रयासों ने चरम वातावरण में कृषि की कई चुनौतियों को समझने में मदद की है और अंततः अंटार्कटिका में सीमित, लेकिन सफल, पौधों की खेती का नेतृत्व किया है। और विशेष रूप से 1960 के दशक के बाद, वैज्ञानिकों ने इस शोध को अंतरिक्ष में मानव निवास के लिए एक कदम के रूप में स्पष्ट रूप से देखना शुरू कर दिया।

अंटार्कटिका में बढ़ते पौधे

अंटार्कटिका में पौधे उगाने के शुरुआती प्रयास मुख्य रूप से खोजकर्ताओं को पोषण प्रदान करने पर केंद्रित थे।

1902 में, ब्रिटिश चिकित्सक और वनस्पतिशास्त्री रेजिनाल्ड कोएटलिट्ज अंटार्कटिक मिट्टी में भोजन उगाने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने मैकमुर्डो साउंड से कुछ मिट्टी एकत्र की और अभियान के जहाज पर एक रोशनदान के नीचे बक्से में सरसों और क्रेस उगाने के लिए इसका इस्तेमाल किया। अभियान के लिए फसल तुरंत फायदेमंद थी। Koettlitz ने इतना उत्पादन किया कि स्कर्वी के प्रकोप के दौरान, पूरे दल ने साग खा लिया ताकि उनके लक्षणों को दूर करने में मदद मिल सके। इस प्रारंभिक प्रयोग ने प्रदर्शित किया कि अंटार्कटिक मिट्टी उत्पादक हो सकती है, और ध्रुवीय अभियानों के दौरान ताजे भोजन के पोषण संबंधी लाभों की ओर भी इशारा किया।

अंटार्कटिक परिदृश्य में सीधे पौधे उगाने के शुरुआती प्रयास कम सफल रहे। 1904 में, स्कॉटिश वनस्पतिशास्त्री रॉबर्ट रुडमोस-ब्राउन ने 22 ठंडे-सहनशील आर्कटिक पौधों के बीजों को छोटे, ठंडे लॉरी द्वीप में यह देखने के लिए भेजा कि क्या वे विकसित होंगे। सभी बीज अंकुरित होने में विफल रहे, जिसे रुडमोस-ब्राउन ने पर्यावरणीय परिस्थितियों और उनके विकास में मदद करने के लिए एक जीवविज्ञानी की अनुपस्थिति दोनों के लिए जिम्मेदार ठहराया।

अंटार्कटिक परिदृश्य में गैर-देशी पौधों को पेश करने के कई और प्रयास किए गए हैं, लेकिन आम तौर पर वे लंबे समय तक जीवित नहीं रहे। जबकि मिट्टी ही कुछ पौधों के जीवन का समर्थन कर सकती है, कठोर वातावरण पौधों की खेती के अनुकूल नहीं था।

आधुनिक तकनीक और भावनात्मक लाभ

1940 के दशक तक, कई देशों ने अंटार्कटिका में दीर्घकालिक अनुसंधान केंद्र स्थापित करना शुरू कर दिया था। चूंकि बाहर पौधे उगाना असंभव था, इसलिए इन स्टेशनों पर रहने वाले कुछ लोगों ने भोजन और भावनात्मक कल्याण दोनों प्रदान करने के लिए ग्रीनहाउस बनाने का जिम्मा अपने ऊपर लिया। लेकिन उन्होंने जल्द ही महसूस किया कि अंटार्कटिक की मिट्टी सरसों और क्रेस से परे अधिकांश फसलों के लिए बहुत खराब गुणवत्ता वाली थी, और यह आमतौर पर एक या दो साल बाद अपनी उर्वरता खो देती है।

1960 के दशक से, लोगों ने हाइड्रोपोनिक्स की मिट्टी रहित विधि पर स्विच करना शुरू कर दिया, एक ऐसी प्रणाली जिसमें आप कृत्रिम और प्राकृतिक प्रकाश के संयोजन के तहत रासायनिक रूप से संवर्धित पानी में डूबे हुए पौधों को उनकी जड़ों के साथ उगाते हैं।

ग्रीनहाउस में हाइड्रोपोनिक तकनीकों का उपयोग करके, पौधों की उत्पादन सुविधाएं अंटार्कटिक पर्यावरण का उपयोग फसल उगाने के लिए बिल्कुल भी नहीं कर रही थीं। इसके बजाय, लोग कृत्रिम स्थितियां बना रहे थे।

2015 तक अंटार्कटिका पर कम से कम 43 विभिन्न सुविधाएं थीं जहां शोधकर्ताओं ने किसी न किसी समय पौधे उगाए थे। जबकि ये सुविधाएं वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए उपयोगी रही हैं, कई अंटार्कटिक निवासियों ने सर्दियों में ताजी सब्जियां खाने में सक्षम होने की सराहना की और इन सुविधाओं को उनके मनोवैज्ञानिक कल्याण के लिए बहुत बड़ा वरदान माना। जैसा कि एक शोधकर्ता ने कहा, वे “गर्म, उज्ज्वल और हरे भरे जीवन से भरे हुए हैं – एक ऐसा वातावरण जिसे अंटार्कटिक सर्दियों के दौरान याद किया जाता है।”

अंतरिक्ष के लिए एक एनालॉग के रूप में अंटार्कटिका

जैसे-जैसे 20वीं शताब्दी के मध्य में अंटार्कटिका पर स्थायी मानव कब्जा बढ़ा, मानवता ने भी अंतरिक्ष में – और विशेष रूप से, चंद्रमा की ओर बढ़ना शुरू कर दिया। 1960 के दशक की शुरुआत में, नासा जैसे संगठनों के लिए काम करने वाले वैज्ञानिकों ने अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक सुविधाजनक एनालॉग के रूप में शत्रुतापूर्ण, चरम और विदेशी अंटार्कटिक के बारे में सोचना शुरू किया, जहां राष्ट्र संयंत्र उत्पादन सहित अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों और प्रोटोकॉल का परीक्षण कर सकते थे। यह रुचि 20वीं शताब्दी के अंत तक जारी रही, लेकिन 2000 के दशक तक ऐसा नहीं था कि अंतरिक्ष कुछ अंटार्कटिक कृषि अनुसंधान का प्राथमिक लक्ष्य बन गया।

2004 में, नेशनल साइंस फाउंडेशन और एरिज़ोना विश्वविद्यालय के नियंत्रित पर्यावरण कृषि केंद्र ने दक्षिण ध्रुव खाद्य विकास कक्ष बनाने के लिए सहयोग किया। परियोजना को नियंत्रित-पर्यावरण कृषि के विचार का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया था – संसाधन उपयोग को कम करते हुए पौधों की वृद्धि को अधिकतम करने का एक साधन।

इसके वास्तुकारों के अनुसार, सुविधा ने चंद्रमा के आधार की स्थितियों की बारीकी से नकल की और “कुछ मुद्दों के लिए पृथ्वी पर एक एनालॉग प्रदान किया जो तब उत्पन्न होगा जब खाद्य उत्पादन को अंतरिक्ष बस्तियों में ले जाया जाएगा।” यह सुविधा दक्षिणी ध्रुव स्टेशन को पूरक भोजन प्रदान करना जारी रखती है।

साउथ पोल फूड ग्रोथ चैंबर के निर्माण के बाद से, एरिज़ोना विश्वविद्यालय ने नासा के साथ एक समान प्रोटोटाइप लूनर ग्रीनहाउस बनाने के लिए सहयोग किया है।

अंतरिक्ष में बढ़ते पौधे

जैसे ही लोगों ने 20वीं शताब्दी के अंत में अंतरिक्ष में अधिक समय बिताना शुरू किया, अंतरिक्ष यात्रियों ने अंटार्कटिका में उगने वाले पौधों की एक सदी से सबक का उपयोग करना शुरू कर दिया।

2014 में, नासा के अंतरिक्ष यात्रियों ने माइक्रोग्रैविटी में पौधों की वृद्धि का अध्ययन करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर वनस्पति उत्पादन प्रणाली स्थापित की। अगले वर्ष, उन्होंने लेट्यूस की एक छोटी फसल काटी, जिसमें से कुछ को उन्होंने बेलसमिक सिरका के साथ खाया। जिस तरह अंटार्कटिक के वैज्ञानिकों ने कई वर्षों तक तर्क दिया था, उसी तरह नासा ने जोर देकर कहा कि ताजा उपज का पोषण और मनोवैज्ञानिक मूल्य “गहरे अंतरिक्ष में लंबी अवधि के मिशन की चुनौती का समाधान है।”

अंटार्कटिक अनुसंधान आज तक अंतरिक्ष के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। 2018 में, जर्मनी ने अंटार्कटिका में EDEN ISS नामक एक परियोजना शुरू की, जो एक अर्ध-बंद प्रणाली में पौधों की खेती प्रौद्योगिकियों और अंतरिक्ष में उनके अनुप्रयोगों पर केंद्रित थी। पौधे हवा में बढ़ते हैं, क्योंकि मिस्टर अपनी जड़ों पर रासायनिक रूप से बढ़ाए गए पानी का छिड़काव करते हैं। पहले वर्ष में, EDEN ISS छह-व्यक्ति दल के लिए आहार का एक तिहाई शामिल करने के लिए पर्याप्त ताजी सब्जियों का उत्पादन करने में सक्षम था।

जैसे अंटार्कटिक इतिहास में, चंद्रमा या मंगल पर संभावित मानव बस्तियों की किसी भी चर्चा के लिए पौधों को कैसे विकसित किया जाए, यह सवाल केंद्रीय है। लोगों ने अंततः खाद्य उत्पादन के लिए कठोर अंटार्कटिक परिदृश्य को विकसित करने के प्रयासों को छोड़ दिया और ऐसा करने के लिए कृत्रिम प्रौद्योगिकियों और वातावरण की ओर रुख किया।

लेकिन एक सदी से अधिक के अभ्यास और सबसे आधुनिक तकनीकों का उपयोग करने के बाद, अंटार्कटिका में उगाया जाने वाला भोजन कभी भी बहुत लंबे समय तक कई लोगों का समर्थन करने में सक्षम नहीं रहा है। लोगों को चंद्रमा या मंगल पर भेजने से पहले, पहले यह साबित करना बुद्धिमानी होगी कि पृथ्वी के जमे हुए दक्षिणी मैदानों के बीच एक बस्ती अपने आप जीवित रह सकती है।बातचीत

डेनिएला मैककेय टेक्सास टेक यूनिवर्सिटी में इतिहास की सहायक प्रोफेसर हैं।

यह लेख . से पुनर्प्रकाशित किया गया था बातचीत

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