تساعد تقنيات الفضاء في حل تحديات مصادر الطعام المستدامة ودعم الابتكارات الصيدلانية لأولئك الذين هم هنا على الأرض. الرواد ورجال الأعمال ومستشاري الزراعة ومستشاري الزراعة ومصنعو المنتجات الحيوية والباحثون في مجال الصيدلة، وغيرهم، يجمعون الخبرات للاستفادة من تقنيات الفضاء لمستقبل الإنسانية.
من الفكرة إلى التحقيق
ازدادت شهرة مفهوم الزراعة الفضائية خلال أوائل القرن العشرين من خلال العالم الجوي السوفيتي كونستانتين تسيولكوفسكي، الذي تصوّر بيوتًا زراعية معزولة في الفضاء. "استخدام الزراعة لدعم حياة الإنسان في الفضاء كان واحدًا من أقدم مجالات البحث الفضائي"، وفقًا لريموند ويلر من مركز كينيدي للفضاء.
كانت دراسات جاك مايرز حول الطحالب في الصدارة فيما يتعلق بالبحث المستمر والعالمي في مجال الزراعة الفضائية وزراعة البيئة المغلقة المحسنة للاستفادة من الفضاء.
قامت وكالة الفضاء الأمريكية (NASA)، واليابان، وكندا، وجامعة بهانغ، والوكالة الفضائية الأوروبية، ودولة الإمارات العربية المتحدة، والمملكة العربية السعودية بين الجهات التي قامت بأبحاث في هذا المجال منذ عقود من الزمن حتى الوقت الحالي.
من التحديات إلى الفرص
أسهمت فشل المحاصيل بسبب ارتفاع درجات الحرارة وظواهر الطقس وانقسام الأراضي الزراعية القليلة في جذب الاهتمام نحو الزراعة الفضائية.
الزراعة الفضائية تمثل فرصًا لاستعمار الفضاء ومكافحة مشاكل الطعام على سطح الأرض. وهي تواجه تحديات محددة بما في ذلك مسألة الجاذبية الصغرى وقضايا الري وكثافة الضوء والتسميد.
بيانات أبحاث الزراعة الفضائية توفر إمكانية إنتاج محاصيل الأرض بكفاءة أكبر باستخدام أنظمة تغذية ومياه مغلقة تحكمها.
مشروع إيدن ISS وتقنية CEA
كانت بيوت الزراعة الفضائية في منطقة القطب الجنوبي تابعة للاتحاد الأوروبي مشروعًا هدفه تطوير واختبار أنظمة إنتاج الطعام لدعم استكشاف الإنسان للفضاء، وساعد ذلك في تحسين تفاعل البيئة بين النباتات في البيئة الخضراء المعزولة على الأرض. تقنيات الزراعة في بيئة تحكم (CEA) التي تم اختبارها من قبل المشروع تُستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
بحث وتطوير CEA بواسطة المملكة العربية السعودية والإمارات
من خلال استخدام تقنية الزراعة المائية والزراعة الهوائية وتقنية الزراعة المائية والهوائية معًا، تُنتج تقنيات الزراعة في البيئة المحكمة محاصيل ذات جودة عالية ومغذية، مما يساهم في توفير وصول مستدام إلى الطعام.
تعرف أيضًا باسم الزراعة في الأماكن المغلقة أو الزراعة الرأسية، تقلل تقنيات الزراعة في البيئة المحكمة من الأثر البيئي للزراعة وتستخدم كميات أقل من المياه مع إمكانية تقليل تكاليف إنتاج الطعام.
قامت وزارة البيئة والمياه والزراعة في المملكة العربية السعودية بالاستثمار لدفع تقنيات الزراعة في الأماكن المغلقة. حيث يزرع المزارعون المنتجات الطازجة باستخدام تقنيات الزراعة في البيئة المحكمة، مع تجنب الحرارة الشديدة والاستفادة من إمدادات الطاقة الشمسية الوفيرة.
كانت شركتا Natufia وEdama للشركات الناشئة في مجال التكنولوجيا الزراعية من جامعة KAUST من بين الفائزين في تحدي الفضاء العميق الذي أطلقته وكالة NASA لإظهار التفوق في تقديم تقنيات إنتاج الطعام المبتكرة إلى الفضاء. وقد أُقرت هذه الشركتان من قبل الوكالة الكندية للفضاء ووكالة NASA لتحقيق التفوق في مجال تقديم تقنيات إنتاج الطعام المبتكرة إلى الفضاء.
ومن ناحية أخرى، بحلول إبريل 2015، كانت استثمارات دولة الإمارات العربية المتحدة في تكنولوجيا الفضاء قد تجاوزت بالفعل 20 مليار درهم إماراتي.
يستفيد علماء دولة الإمارات العربية المتحدة من تقنيات الفضاء لزيادة الأمان الغذائي من خلال استخدام أساليب زراعية متنوعة لزراعة المحاصيل في بيئات مراقبة، ويتطلع دكتور كريغ كندروت من NASA إلى التعاون مع جهود دولة الإمارات العربية المتحدة نحو تحقيق الأمن الغذائي على سطح الأرض.
استراتيجية المريخ 2117 هي مشروع لدولة الإمارات العربية المتحدة يهدف إلى بناء أول مستوطنة على كوكب المريخ خلال الـ 100 سنة القادمة، وسيكون أكبر محاكاة فضائية تم بناؤها على الإطلاق.
التقدم في التقنيات الحيوية في الزراعة الفضائية
تتقدم الأبحاث التقنية بسرعة في مجال الزراعة الفضائية. في عام 2015، تم التوصل إلى إنجاز كبير. نتيجة لوجود غرف نمو الخضروات في محطة الفضاء الدولية، أصبح ستة رواد فضاء هم أوائل بشر يتناولون طعامًا ينمو في الفضاء.
أُعلن أن الطعام آمن للاستهلاك ومغذي مثل الخس المزروع على سطح الأرض، وخالي من الميكروبات التي تسبب الأمراض.
تركز تكنولوجيا الأحياء الجزيئية على النباتات المناسبة للفضاء والغنية بالعناصر الغذائية التي تتطلب حدًا أدنى من المدخلات.
مشروع "نخيل في الفضاء" في دولة الإمارات العربية المتحدة سيتحقق من إمكانية إنبات بذور نخيل تحت جميع الظروف غير الاعتيادية للبيئة الفضائية.
وفي الوقت نفسه، قام البروفيسور بول بوسلاند وزملاؤه بتقنين فلفل يتم تربيته على سطح المريخ.
هل هو مرغوب ولكن هل هو عملي؟
يجلب إمكانية تنفيذ مهمة إلى المريخ في أوائل الثلاثينيات من هذا القرن إلحاحًا لتطوير تقنيات الزراعة الفضائية.
اكتشاف سلالات بكتيرية جديدة على متن محطة الفضاء الدولية والمحددات الجينية المفيدة بتقنيات الأحياء الجزيئية قد تساعد في زراعة النباتات في أماكن غير عادية.
بينما تشير نجاحات مشروع إيدن ISS إلى أن زراعة الفضاء قد تكون عمليّة، حيث قدمت العديد من الجوانب المفيدة للتطبيق في الفضاء.
الدروس المستفادة من مشروع إيدن ISS تجرى تكييفها، والتصميم صالح ويتناسب مع خطط المهمة الحالية. لديها هندسة معمارية بسيطة وقوية، مما يجعلها مرنة وقابلة للتكيف مع التغييرات المستقبلية في خطط المهمة.
فوائد الأدوية الصيدلانية
تعاونت وكالة NASA مع معهد البحوث الترجمية لصحة الفضاء (TRISH) لقيادة جهود وطنية في ترجمة البحوث الحيوية وتطوير التكنولوجيا الحديثة."
أحد الأهداف هو تصنيع الأدوية في الوقت المناسب وإنتاج الأدوية أو المنتجات الحيوية في أقل من 24 ساعة، والتي يمكن إعادة تكوينها في غضون ساعات قليلة مع تدخل بشري أدنى وجار البحث عن مواد أولية لا تحتاج إلى تبريد وتكون لها مدة صلاحية تزيد عن 3 أعوام.
سيمثل هذا الانقلاب الكبير تحولًا أساسيًا في صيدلانيات الأرض.
دمج استكشاف الفضاء والتصنيع الحيوي
في التصاميم المبدئية لمهمة مأهولة تستمر 500 يومًا إلى المريخ نحو مصنع حيوي على المريخ، يقول الباحثون إن الابتكارات الضرورية للتغلب على التحديات في مجال التصنيع الحيوي المكلف والكفء من حيث الطاقة والكتلة والدورة المغلقة والمتجددة لن تجلب تحسينات مهمة للتصنيع الحيوي المستدام على سطح الأرض.
الجاذبية الصغرى يمكن أن تساعد في تقدم العلم الطبي بطرق غير ممكنة على سطح الأرض، ويمكن أن تكون السبب في إنتاج دفعات كبيرة من الخلايا الجذعية بكفاءة أكبر.
وفقًا للمختبر الوطني لمحطة الفضاء الدولية، تم تحقيق تقدمات مذهلة بشكل خاص في مجالات المواد الحيوية وعلم الخلايا الجذعية والهندسة الحيوية.
البيئة الفريدة في مختبر محطة الفضاء الدولية تسمح للعلماء بإجراء أبحاث حيوية بطرق غير ممكنة على الأرض. يمكن أن يؤدي التصنيع الحيوي في الفضاء إلى تقدمات مهمة في مجال الطب التجددي تعود بالنفع على الناس على سطح الأرض.
الحدود الجديدة
مع تقليل تكاليف إرسال الأحمال إلى مدار الأرض المنخفض وزيادة الوصول إلى الفضاء، يمكن أن يكون دمج تقنيات الفضاء هو الركيزة التي تقوم عليها قفزة ضخمة للإنسانية.
قد يكون عبارة مألوفة، ولكن يبدو أن الفضاء حقًا هو الحد الجديد للبحث والتطوير في مجال الزراعة والصيدلة والتصنيع الحيوي.
خدمات استشارات الزراعة من أولين
تعتبر أولين غروب واحدة من أفضل شركات الاستشارات في مجال الزراعة، وتقدم حلاً شاملاً من الاستراتيجية إلى التنفيذ، بالإضافة إلى التصميم والإشراف. سيساعدك خبراؤنا في الاستشارات الزراعية على مرافقة رحلتك نحو الزراعة المستدامة.
اطلع على أحدث رؤانا وأفكارنا وآرائنا التي تستكشف التوجهات التي تشكل مستقبل الأعمال والمجتمع. تترافق خدمات استشاراتنا مع هذه الرؤى، مؤكدة مكانتنا كرواد في الصناعة. اتصل بنا لمعرفة المزيد عن خدماتنا في مجال الاستشارات وخبرتنا في الصناعة.
