נאס"א עוסקת בפתרון אתגרים, והמטרה של קיום נוכחות ממושכת בחלל, או מושבה במאדים או בעולם אחר, מלאה באתגרים, כולל הצורך בגידול מזון. מדענים ממחקר קנדי מתקדמים לתמיכה בחיים עובדים על פרויקט Lunar / Mars Greenhouse Project של אב טיפוס כדי לנסות לעמוד באתגר הזה.
פרויקט החממה הירוק / מאדים של חממה (PLMGP) עוסק בגידול ירקות לאסטרונאוטים במהלך שהות ממושכות על הירח, על מאדים, או בכל מקום שלא ניתן יהיה לספק אותם מחדש מכדור הארץ. מעבר לגידול מזון, הפרויקט שואף להבין כיצד מערכות לגידול מזון יכולות להיות חלק ממערכות תומכות חיים.
"הגישה משתמשת בצמחים כדי לקרצף פחמן דו חמצני, תוך אספקת מזון וחמצן." - ד"ר ריי ווילר
"אנו עובדים עם צוות מדענים, מהנדסים ועסקים קטנים באוניברסיטת אריזונה כדי לפתח מערכת לולאה סגורה. הגישה משתמשת בצמחים בכדי לשפשף דו תחמוצת הפחמן, תוך אספקת מזון וחמצן ", אמר ד"ר ריי ווילר, מדען מוביל במחקר בנושא תמיכה בחיים מתקדמים בקנדי.
האבטיפוס עצמו הוא מערכת מתנפחת וניתנת לפריסה, אותה מכנים החוקרים מערכת תמיכה ביו-דורית. ככל שגידולים יבולים, המערכת ממחזרת, מים, ממחזרת פסולת ומחייה את האוויר.
המערכת הינה הידרופונית, ולכן אין צורך באדמה. מים המובאים למשימות או שנאספים במקום - על הירח או במאדים למשל - מועשרים במלחי תזונה, וזורמים ללא הפסקה דרך מערכות שורשי צמחים. גם האוויר במערכת ממוחזר. אסטרונאוטים נושפים פחמן דו חמצני, אותו צמחים סופגים. באמצעות פוטוסינתזה, הצמחים מייצרים חמצן לאסטרונאוטים.
ד"ר ג'ין ג'קומלי, מנהל המרכז לחקלאות בסביבה מבוקרת באוניברסיטת אריזונה, "אנו מחקים את מה שהצמחים היו יכולים להיות להם על פני כדור הארץ ועושים שימוש בתהליכים אלה לצורך תמיכה בחיים. "כל מערכת החממה הירחית מייצגת, באופן קטן, את המערכות הביולוגיות שנמצאות כאן על כדור הארץ."
"כל מערכת החממה הירחית מייצגת, באופן קטן, את המערכות הביולוגיות שנמצאות כאן על כדור הארץ." - ד"ר ג'ין ג'קומלי
חלק מרכזי במערכת כזו הוא לדעת אילו אסטרונאוטים יצטרכו להביא איתם, ואילו משאבים הם יכולים למצוא ביעדם. זה כולל איזה סוג של צמחים וזרעים יהיה צורך, כמו גם כמה מים עשויים להיות זמינים ברגע שהאסטרונאוטים יגיעו ליעדם. נחקרות ונפתחות שיטות לחילוץ מים על מאדים או על הירח.
גם אם ניתן למצוא את המים הדרושים באתרם על פני מאדים וירח, זה כמעט לא אומר שאלו הם מקומות קלים לגידול מזון. אסטרונאוטים צריכים להיות מוגנים מפני קרינה וכך גם יבולים. תאי החממה הללו יצטרכו להיקבר מתחת לאדמה, מה שאומר שגם מערכות תאורה מיוחדות נדרשות.
"הצלחנו להשתמש בתאורת לד חשמלית (דיודה פולטת אור) כדי לגדל צמחים," אמר ד"ר וילר. "בדקנו גם כלאיים באמצעות תאורה טבעית וגם מלאכותית." אור השמש יכול להילכד באמצעות ריכוזי אור העוקבים אחר השמש ואז מעבירים את האור לתא באמצעות צרורות סיבים אופטיים.
מערכות אלה אינן החוויה הראשונה של נאס"א בגידול גידולים בחלל. ניסויים על תחנת החלל הבינלאומית (ISS) היו חלק חשוב במחקר על ייצור יבולים בסביבות לא יבשתיות. מערכת הצמיחה של צמחי Veggie הייתה הניסיון הראשון של נאס"א, ואסטרונאוטים קצרו בהצלחה חסה מאותה מערכת.
לכדור הארץ מערכות מבוססות לקיום חיים, ופרויקט זה עוסק בהובלת חלק מזה ליעדים רחוקים בחלל.
"אני חושב שמעניין לקחת בחשבון שאנחנו לוקחים את חברינו היבשתיים איתנו", אמר וילר. "אמנם יתכן שיש דרכים להנדס סביב זה במונחים של אחסון ואספקה חוזרת, אך זה לא יהיה בר קיימא. החממות מספקות גישה אוטונומית יותר לחקירות ארוכות טווח בירח, מאדים ומחוצה לה. "
