Tempero no espaço: Por dentro do projeto inovador da pimenta chile de gravidade zero da NASA

Algumas semanas atrás, os astronautas da Estação Espacial Internacional (ISS) desfrutaram de um banquete muito especial de tacos, incluindo pimentas Hatch frescas cultivadas em órbita. Mais do que um pouco de diversão para a equipe, essas foram as primeiras plantas com flores crescidas, colhidas e consumidas no espaço e representam um salto à frente na complexidade das plantas cultivadas na microgravidade.

Para saber como você cultiva vegetais frescos e saborosos no espaço, falamos com LaShelle Spencer, a equipe científica do projeto líder do experimento com pimenta do Chile, que supervisionou o projeto desde a seleção e preparação das sementes até empacotá-las para o lançamento e monitorar remotamente as plantas à medida que cresciam na ISS e supervisionando a primeira colheita.

Um ambiente de planta aconchegante no espaço

O objetivo do projeto era simples: provar que é possível cultivar no espaço uma cultura com flores complexas, como a pimenta malagueta. Embora seja relativamente fácil cultivar folhas verdes como couve na ISS, e projetos recentes tenham tido sucesso no cultivo de vegetais como rabanetes e trigo, o cultivo de pimentões é mais complexo do que os projetos anteriores – tanto porque as plantas requerem polinização cuidadosa quanto porque é necessário muito mais tempo para crescer (cerca de quatro meses) em comparação com colheitas mais rápidas, como alface e rabanetes.

As safras foram cultivadas em um contêiner especial na ISS chamado Advanced Planet Habitat, um sistema totalmente automatizado que os pesquisadores podem controlar remotamente. Fotos são tiradas das plantas dentro do habitat todos os dias, e os pesquisadores podem controlar muitos aspectos do ambiente, como ajustar as luzes LED vermelha, verde e azul ou a temperatura dentro do tanque de cultivo.

O APH é um ambiente fechado. Comparado a quando você cresce em uma caixa de janela, Spencer disse: “Você tem a mãe natureza. Você tem sol e todo o espectro [de luz]. ” No APH, há apenas um espectro limitado de luz disponível e as plantas perdem a luz ultravioleta – o que faz com que as pimentas desenvolvam pequenos tumores na parte inferior de suas folhas. Isso não é um problema para o tipo de pimenta da Hatch escolhido, mas pode ser um problema para outras variedades.

Outro problema é a fertilização. “Usamos fertilizantes de liberação controlada”, explicou Spencer. “Tínhamos que ter certeza de que tínhamos a mistura certa de nutrientes para nos conduzir por um experimento de 120 dias. É uma mistura de cálcio, nitrato de magnésio, coisas assim. E quando eles se vão, eles se vão. Não há como adicionar mais nutrientes ao sistema. ”

Ajustando as condições na hora

Embora a equipe de Spencer tivesse um dispositivo semelhante ao APH em seu laboratório para teste e o usassem para simular quais condições as plantas exigiam, ainda era um desafio prever exatamente quais condições os chiles precisariam para crescer no espaço. “Tivemos que ajustar na hora”, disse ela, o que eles podiam fazer a partir do solo, ajustando fatores como os níveis de luz no habitat ou os níveis de depuração de certos produtos químicos do ambiente.

Por exemplo, as necessidades de água das plantas eram diferentes na Terra e na estação espacial, que eles detectaram olhando as fotos das plantas enquanto cresciam. “A necessidade de água é provavelmente 10-15% maior do que o que estávamos fazendo no solo”, explicou Spencer, devido à forma como a água repousava e se movia ao redor do APH em microgravidade.

Plantas sem gravidade crescem estranhamente

Mesmo com todos esses ajustes, ainda havia diferenças na maneira como as plantas cresciam na microgravidade. Nas condições de gravidade da Terra, o tipo de chile usado cresce para cima, com as flores e frutas penduradas. “Na microgravidade, as plantas tinham uma morfologia mais arbustiva e cresciam paralelamente ao portador de ciências [a bandeja em que as sementes são plantadas]. As flores se abriram e algumas das frutas também se abriram ”, explicou Spencer.

Essa diferença no formato da planta não é apenas uma curiosidade, pois pode ter afetado a forma como as plantas são polinizadas. A equipe de Spencer descobriu que a colheita do chile era mais lenta para polinizar em órbita do que no solo, e ela acha que isso pode ser porque, quando as flores apontam para cima, as rajadas de ar que eles usam para polinizar podem ter soprado o pólen da flor, em vez de sacudir uma flor voltada para baixo e deixar o pólen se misturar dentro da flor.

“A microgravidade definitivamente teve um grande efeito na morfologia das plantas”, disse ela, mas a microgravidade não afeta todas as plantas da mesma forma. “Há algum tempo que cultivamos folhas verdes em VEGGIE e, quando obtemos a água certa, elas se dão muito bem. Não há nada a dizer que eles são diferentes do que cultivamos no solo. Agora que mudamos para as culturas de frutificação, definitivamente há uma diferença. ”

Uma das maiores diferenças é que as plantas no espaço ficaram cerca de 50% menores que as do solo. Mas os chiles que eles produziram ainda eram consideráveis, chegando a cerca de dez ou doze centímetros de comprimento.

Saborosos Tacos Espaciais

Então, por que crescer chiles? Bem, para começar, eles são ricos em vitamina C e as plantas são robustas o suficiente para crescer bem, mesmo em condições difíceis. Além do aspecto nutricional, o sabor picante característico das pimentas é altamente desejável entre os astronautas, Spencer disse: “A tripulação, porque o ambiente de microgravidade afeta suas papilas gustativas, eles sempre expressaram o desejo por alimentos mais picantes. Eles gostam de molho apimentado! ”

Apesar de toda a complexidade do cultivo de pimentas, a primeira colheita foi um grande sucesso. “Foi incrível!” Disse Spencer. Ela e sua equipe olharam fotos da safra de pimenta e enviaram instruções ao astronauta Mark Vande Hei para escolher sete delas para a colheita. Quase todos eram verdes, com uma pimenta vermelha. Tendo escolhido cuidadosamente as pimentas, os astronautas as picaram e degustaram em tacos, que a astronauta Megan McArther descreveu como "Festa de sexta-feira!"

Festa de sexta-feira! Após a colheita, provamos a pimenta vermelha e verde. Em seguida, preenchemos pesquisas (temos que ter os dados! ). Por fim, fiz meus melhores tacos espaciais: carne fajita, tomates reidratados & amp; alcachofras e HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5u pic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

& mdash; Megan McArthur (@Astro_Megan) 29 de outubro de 2021

Um impulso psicológico

Isso aponta para uma das grandes vantagens de cultivar alimentos frescos no espaço: não só é bom para a saúde física dos astronautas comer vegetais frescos, mas também é ótimo para seu bem-estar mental . Experimentos de psicologia em campo mostraram que plantas nutritivas podem dar sentimentos de satisfação e orgulho e podem ajudar a melhorar o humor e reduzir o estresse . É provável que o mesmo seja verdade para os astronautas, especialmente considerando que eles estão em um ambiente fechado com pouco acesso à natureza.

Enquanto a equipe de Spencer ainda está esperando por dados sobre como os astronautas se sentiam ao cuidar dos chiles (eles preenchem um questionário sobre suas experiências como parte do experimento), ela disse que achava que os astronautas estavam tendo uma experiência positiva quando ela observou eles interagindo com as plantas. “Vejo entusiasmo em seus rostos quando os vejo nas câmeras”, disse ela. “Posso dizer que eles amam o seu cheiro.”

Os astronautas também podem passar algum tempo com as plantas entre os momentos em que realizavam operações como a colheita. “Eles conseguiram tirar a tampa e olhar pela janela em seu tempo livre”, disse Spencer. E isso acabou sendo útil para o experimento também, pois um dos membros da equipe avistou uma planta que estava desenvolvendo um problema comum chamado apodrecimento da extremidade da flor durante o tempo de folga, que foi então removida da cultura.

O que vem por aí para as plantas no espaço?

Com a primeira colheita concluída, o experimento ainda não terminou. Mais chiles continuarão crescendo, e a próxima colheita está agendada provisoriamente para 26 de novembro. Eventualmente, alguns chiles serão trazidos de volta à Terra, onde sua composição genética será comparada a chiles semelhantes cultivados na Terra, e Spencer e sua equipe irão realizar uma análise nutricional.

Spencer também diz que há muito mais perguntas que ela deseja investigar sobre como a microgravidade afeta a polinização e a frutificação, já que estamos longe de ter um entendimento completo de como a falta de gravidade afeta essas plantas complexas. Por enquanto, porém, estamos um passo mais perto de fornecer aos astronautas alimentos deliciosos e saudáveis ​​e aprender muito sobre as plantas no processo.