DALAM dekad kebelakangan ini, pertanian angkasa telah berubah daripada satu idea eksperimental kepada komponen kritikal bagi misi angkasa lepas jangka panjang.
Dengan perancangan misi manusia ke Bulan, Marikh dan seterusnya, keupayaan menanam makanan di luar Bumi menjadi keutamaan dan ia bukan sahaja demi kelangsungan hidup manusia, malah untuk menjamin kesihatan fizikal serta mental angkasawan.
Berdasarkan penulisan kajian bertajuk Pertanian Angkasa lepas: Sistem Hortikultur Pada Kapal Angkasa dan Pandangan Kepada Penerokaan Planet Angkasa Lepas oleh Mai Trinh Phuong Nguyen, bioteknologi telah menjadi asas utama dalam usaha untuk menjadikan pertanian di angkasa sebagai satu realiti.
“Bidang bioteknologi telah memungkinkan tanaman tumbuh dalam keadaan mikrograviti dan persekitaran tertutup yang tidak menentu.
“Di sinilah inovasi seperti sistem pertanian automatik, tanaman genetik tahan tekanan dan biosensor memainkan peranan penting dalam menjadikan pertanian angkasa satu realiti,” katanya dalam kertas kajian yang ditulis bersama sembilan pengkaji lain.
Sejak tahun 2014, Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Kebangsaan (NASA) telah menjalankan pelbagai eksperimen melalui sistem Veggie dan Advanced Plant Habitat (APH) di Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS).
Tanaman seperti selada merah, kubis, zinnia, lobak dan gandum telah berjaya ditanam dalam keadaan mikrograviti.
Berdasarkan perkongsian oleh pasukan editorial NASA, projek ini bukan sahaja membuktikan bahawa makanan segar boleh ditanam di angkasa, malah turut memberi impak psikologi positif kepada kru angkasa yang terpisah dari dunia.
“Sistem Veggie menggunakan ‘bantal tanaman’ iaitu kantung berisi substrat khas dan nutrien yang disusun dalam struktur bercahaya LED, meniru kitaran siang malam Bumi. Penyelidikan awal mendapati hasil tanaman bukan sahaja boleh dimakan, malah mengandungi kandungan nutrisi yang mencukupi untuk menyokong kesihatan manusia,” ujarnya.
Dalam perkembangan terkini, pada Februari 2025, kru Ekspedisi 72 di ISS menjalankan eksperimen Plant Habitat-07, yang memfokuskan kepada penanaman selada merah romaine dalam sistem APH.
DALAM projek itu, angkasawan NASA Butch Wilmore dan Nick Hague, menyuntik air kepada biji benih, mengawal suhu serta mengumpul sampel tumbuhan untuk dianalisis.
Kata Hague, tujuan utama eksperimen ini ialah menilai bagaimana proses fotosintesis berlaku dalam keadaan mikrograviti dan bagaimana ia mempengaruhi kandungan nutrisi tumbuhan.
Mikrograviti ialah keadaan di mana pengaruh graviti menghampiri nilai sifar.
“Eksperimen ini penting dalam menentukan sama ada makanan yang ditanam di angkasa benar-benar selamat dan berkhasiat.
“Malah, adakah dengan cara ini juga kita boleh hasilkan sumber makanan dalam kuantiti mencukupi untuk misi jangka panjang, seperti ke Marikh yang dijangka mengambil masa kira-kira dua tahun pergi balik?” kongsinya.
Untuk makluman, perjalanan satu hala ke Marikh lazim mengambil masa tujuh hingga 10 bulan.
Selain tanaman biasa, saintis turut mengkaji penggunaan mikroalga dan yis yang direkayasa secara genetik untuk menghasilkan oksigen dan nutrien penting secara automatik.
Contohnya, eksperimen melibatkan mikroalga Arthrospira (sejenis spirulina) yang berpotensi menjadi sumber makanan dan oksigen kepada kru.
Projek BioNutrients pula mengkaji penggunaan yis yang boleh menghasilkan vitamin dan probiotik apabila diperlukan, menggantikan kebergantungan kepada stok makanan kering dari Bumi.
Melalui integrasi mikroorganisma ini dalam sistem pertanian tertutup, saintis berharap dapat membina ekosistem bio-regeneratif di mana tumbuhan, manusia, dan mikrob saling menyokong antara satu sama lain untuk terus hidup di luar Bumi.
Berkongsi tentang cabaran pertanian angkasa, timbalan saintis program untuk biologi angkasa untuk bahagian Sains Biologi dan Fizikal (BPS) NASA, Dr. Mamta Patel Nagaraja mengakui bahawa terdapat banyak rintangan yang perlu dihadapi.
Antaranya adalah, pengairan dalam mikrograviti di mana air tidak mengalir secara normal, menyebabkan akar tanaman sukar menyerap air secara efektif.
“Ini memerlukan sistem penyampaian air yang direka khusus, seperti sumbu kapilari atau suntikan titisan automatik.
“Kawalan cahaya dan suhu juga menjadi antara cabaran di mana tanaman memerlukan pencahayaan spektrum penuh dan suhu stabil untuk tumbuh dengan baik,” jelasnya.
Tambah Mamta, dalam mengatasi cabaran ini, lampu LED khas digunakan bagi meniru cahaya matahari dan merangsang pertumbuhan daun serta akar.
Selain itu, pertanian di angkasa juga berdepan cabaran tekanan sinaran kosmik di mana tanaman terdedah kepada sinaran tinggi yang boleh menjejaskan struktur sel dan menyebabkan mutasi.
Eksperimen seperti Plant UV-B sedang dijalankan untuk memahami respons genetik tanaman terhadap sinaran ini.
“Kita juga berdepan isu ruangan yang terhad apabila saiz modul angkasa mengehadkan bilangan tanaman yang boleh ditanam. Maka, saintis perlu memaksimumkan hasil dalam ruang kecil melalui penggunaan sistem vertikal atau teknik pertanian hidroponik dan aeroponik,” katanya lagi.
Antara impak positif daripada kajian pertanian angkasa adalah aktiviti berkebun di angkasa memberi kesan positif kepada kesejahteraan mental angkasawan.
Menyentuh tanah (atau substrat), menyiram tanaman dan melihat tumbuhan hidup memberi perasaan ‘kembali ke alam’ yang merupakan satu elemen penting dalam persekitaran tertutup yang terasing dari dunia.
Selain daripada nilai fungsinya, pertanian angkasa dilihat sebagai aktiviti terapeutik yang mengurangkan tekanan, kebimbangan dan kerinduan terhadap Bumi.
Melalui hasil kajian yang sedang dijalankan di ISS, saintis kini bersedia merancang sistem pertanian yang lebih kompleks dan efisien untuk kegunaan di permukaan Bulan dan Marikh.
Antaranya termasuk penggunaan tanah simulasi Marikh untuk menanam Arabidopsis (tumbuhan model saintifik) dan penerapan robotik serta kecerdasan buatan dalam pengurusan tanaman tanpa kru.
Penghasilan makanan secara autonomi bukan sahaja menjimatkan ruang dan kos logistik, malah mengurangkan risiko terhadap nyawa manusia jika berlaku kegagalan bekalan dari Bumi.
