Dünya üzerinde kapladığımız alan da nüfustaki artış ile beraber gitgide artmaktadır. Fakat dünya yüzeyi sonsuz bir genişlikte değildir. Dünyadan göçüp başka yerlerde yaşamaya mecbur kalacağımız günler ömrümüzle kıyaslandığında çok ütopik gelse de astronomik ölçekte pek de uzak sayılmaz. Bu sebeple dünya dışında hayat günümüz insanını cezbedecek boyutlara ulaşmıştır ve bilim insanlarının en öncelikli araştırma alanları içerisinde yer almaktadır. Uzayda yaşanacak bir yer bulmanın yanında hayatta kalmak için gereken besin kaynaklarının sağlanması da önemlidir.

Uzay Tarımı

Uzay tarımı dünyaya bağımlı olmadan ve dünya ile devamlı bir iletişim içinde kalmadan uzaydaki varlığımızı sürdürmede büyük bir rol oynar. Görünüşte basit bir süreçmiş gibi gelse de işin tüm sırrı ayrıntılarda saklıdır. UUİ(Uluslararası Uzay İstasyonu)’nin sürdürdüğü deneylerin arasında uzay tarlaları büyük bir önem arz etmektedir. Uzaydaki ilk sera 2000 yılında astronotların konaklamak için gitmesinden iki yıl sonra kuruldu. Güverteye kurulmuş olan bu tarım alanına ek olarak başka bir sistem olan”Avrupa Modüler Tohumlama Sistemi” nde de farklı deneyler yürütülmektedir ve bitkiler üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. “Hem gıda bakımından hem de psikolojik anlamda insanlı görevlerin süresi arttıkça bitkiye olan önemde artmaktadır” diyor Makedonya’daki Bilgi Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden Bratislav Stankovic. UUİ’ deki mini deneysel tarlalardan birinin sahibi olan Stankovic ve ekibi ilk bitkileri yeşertmeyi başarmıştır.
Uzayda tarım yapmakla ilgili sorunları birkaç ana başlık altında toplamak mümkündür:

1. Düşük Kütle Çekim

Bitkiler, kütle çekimi sayesinde kök ve gövdelerinin yönelimlerine ilişkin bilgileri elde ederler. Ay ve Mars gibi kütle çekim kuvveti az olan bölgelerde yaşamaları bu sebepten sıkıntılı bir durum teşkil etmektedir. Bilim insanlarının ilk araştırması da bitkilerin kütle çekimi düşük olan yerlerde de düzgün bir uzama göstermesi üzerine olmuştur. 1980 ve 1990’larda uzaya fırlatılan neredeyse her uzay mekiğinde deney amaçlı bitkiler bulunmaktaydı. İnsan vücudunun doğru şekilde çalışması için yer çekimine ihtiyacı olması gerçeği gibi bitkilerde de bu durum pek de farklı değildir. Stankovic “mikro düzeydeki çekimler hücrelerin kimyasını etkiliyor gibi görünmektedir” diyor. Uzayda bulunan bitkiler ilginç bir rakım mutasyonlara uğramış istenmeyen ve ön görülmeyen şekillerde uzamışlar ve çoğu zaman yeşermemiş ya da uzamamışlardır. Sürdürülebilir uzay tarımında büyük bir rol üstlenecek olan ikinci nesil döllenebilir tohum üretiminde de çeşitli problemler ile karşı karşıya kalınmıştır.

2. Farklı Toprak Yapısı

Kütle çekim kuvvetinin azalması bitkilerin toprak ile olan etkileşimini de belirleyen bir faktördür. Hele ki dünya üzerindeki topraktan farklı olan bir toprak çeşidi söz konusu ise bu durum daha belirgindir. Kullandığımız topraktan daha sıkı olan bir toprak yapısı kütle çekiminin düşük olduğu yerlerde hava akışını engeller. Aşırı gevşek olan toprak yapısı da toprakta bulunan su ve nemin bitkinin köklerine ulaştırılmasında sorunlara sebep olabilir. Bu sebeple uzaya götürülen bitkiler için dünyadan toprak götürülmesi ve insan atığının gübre haline getirilerek kullanılması gerekir. Uzayda koloni kurmak ise başlı başına başka bir konudur. Fakat eğer bu topluluklar bitki üretmek ister ve ellerinde bulunan her bir atığın atom moleküllerini geri dönüştürmeyi becermezse bazı ek gıdalara ihtiyaç duyulacağı düşünülmektedir.

Stankovic’in ekibinden sonra aynı şekilde bir çalışma yürütmek isteyen Florida Üniversitesinden Robert Ferl ve meslektaşları uluslararası uzay istasyonunda kendini yenileyebilen ve genelde bu tarz deneyler için sık sık model olarak kullanılan arabidopsis thaliana adında bir bitki yetiştirmişlerdir. Ay’da ya da Mars’ta bulunan toprak bileşimlerini iyi bilmek, ihtiyaç olunan ve eksik bulunan mineraller tespit edilip ona uygun bitkilerin götürülmesi önemlidir. Başka bazı bilim insanları dünyada bulunan volkanik toprak yapısına benzeyen bir yapıdaki Ay ve Mars topraklarına benzeyen toraklar oluşturmuş ve bitkileri bu topraklar ile büyütmeyi denemişlerdir.

3. Yapay Işıklandırma

Dünya’da bulunan bitkilerin ışığa erişme sıkıntısı bulunmamaktadır. Fakat söz konusu mekân uzay olduğu zaman bilim adamları bitkileri eğitmek zorunda kalmaktadır. Büyüme kapsüllerinden Bitkilerin kullanacağı ışığın türü ve diğer nitelikleri çok önemlidir. Fakat kaynakların kısıtlı olması göz önüne alındığı zaman verimli ve etkili olan yöntemlerin kullanılması şarttır. Bu sebeple çok enerji harcayan verimsiz ve fazladan ısı açığa çıkaran ampuller uzayda pek kullanılmamaktadır. LED adı verilen sürekli ve küçük ışık kaynakları araştırmacılara büyük yarar sağlamaktadır. Japonya’da tarihi bir fabrikanın içinde bir tarlada LED ışık kaynakları kullanılmaya başlanmış ve bu kaynaklar ile gece gündüz simülasyonlar yapılıp bir sıradan tarlanın 2,5 oranında yüksek hızda günde ortalama 10 bin marul üretilmektedir. Her birinde 18 tane saksı olan ve toplam 16 katlı olan ve fotosentez sürecinin dikkatle ölçümlerinin tutulduğu bu tarlada 17500 LED ışık kaynağı kullanılmaktadır. Bu ve buna benzer içi yapay ışıklı tarlalar uzay tarımı anlamında başarılı işler çıkaracağımızın birer işaretidir.

4. Kısıtlı Alan

Uzayda tarım yapma işi daha da ileri boyutlara götürülerek insan nüfusunun uzayda ne yoğunlukta kendine yetebileceği bile düşünülmüştür. Asteroid dediğimiz yapılar bu noktada devreye girmiştir. Karbon yapılı C türü asteroidler bu iş için biçilmiş birer kaftandırlar. Yeni Zellanda Lincoln Üniversitesi araştırma görevlilerinden Michael Mautner C türü astreoidlerin bitkiler için çok besleyici nitelikte olduğunu savunmaktadır. Mautner dünyaya düşen (C türü asteroidlerden) meteroidlerin üstünde yenilebilir bitkiler yetiştirmiştir. Bu bitkilerin besin içeriğini de analiz edip meteroid hakkında bilgi edinen Mautner asteroidin tümünde ne kadarlık bir besin olacağını hesaplamıştır.

200 km kalınlığında olan bir uzay kayacının ortalama 10 bin kişiyi 1 milyar yıl boyunca besleyebilecek kadar gübre barındırdığını hesaplamıştır. “Havanın basıncını kontrol etmek ve su sağlamak gerekir fakat gerekli besin maddeleri asteroidin yapısında mevcuttur” diye belitmektedir Mautner. “Güneş Sistemi’nde bulunan tüm karbon yapıda olan asteroidleri toplasak bir milyarlık nüfusa bir milyar yıl boyunca yeter” diye tahminde bulunuyor.
Stankovic ve Ferl, Mautner’in bu araştırmasını, uzay tarımı ile elde edilecek olan besinlerin zaman içinde erişilebilirliğinin anlaşılması anlamında çok yararlı bir çalışma olarak bulmaktadır. “Uzayda, Güneş Sistemi’ndeki bu yoğunlukta nüfusa yetecek bollukta kaynak mevcut. Hele ki galaksideki kaynaklar, milyarlarca sene boyunca, milyarlarca Güneş Sistemi’ne yetebilir.” diyor Mautner. “Ancak henüz yetişmemiş olan uzay marullarımıza güvenerek yola çıkamayız” şeklinde uyarıyor. Tabii tüm bu öngörüler, gezegenimizin selameti ile alakalı. Öncelikle insan ırkının Dünya’da sağ kalacağını garantiye almalıyız ki sonraki hedef uzaya açılmak olsun.

Şimdilerde Stankovic ve Wisconsin Üniversitesi’nden meslektaşları, Uluslararası Uzay İstasyonunda iki nesil boyunca tohumlanmayı mümkün hale getiren bir kapsül geliştirdi. Kapsül havanın sıcaklığını, rutubeti, toprağın nemini, ışığı, karbon dioksiti ve bitkilerin olgunlaşınca havaya saldığı etileni kontrol altında tutuyor. Bitkiler köklerini yayabilecek gübreli, çakıllı-kumdan oluşan ayrık bir taban, tel bir örgü tarafından dengede tutuluyor. Astronotlar sistemi bir kez kurunca gerisi uzaktan kumanda ile ayarlanıyor ve düzenli bir şekilde kontrol ediliyor. Ferl ve arkadaşları gibi bu ekip de araştırmalarını A. thaliana üzerinde yapmış. Bitki uzayda tohum üretmek ile kalmamış, bu tohumların %92’sini de başarı ile çimlenmiş.
Bir kısmı UUİ bünyesinde, bir kısmı da Dünya üzerinde yetiştirilen iki bitki grubu arasında ufak bir fark tespit edilmiştir. Uzaydaki tohumların proteini depolaması Dünya’da olanlardan biraz farklı ve bitkilerin dalları da biraz daha değişik yönlerde büyümüş. Stankovic “Ancak bunlar küçük detaylar”, “önceki başarısız girişimler büyük ihtimalle uygunsuz yetiştirme koşullarından kaynaklanıyordu. Mikroçekimin bu süreçte etkin bir rolü olmadığına kanaat getirebiliriz.” diye ekliyor.

Ferl ve arkadaşları ise bitkilerin çekimsiz ortamla başa çıkmak için, kök hücre duvarlarını yeniden modellemek veya yapraklarındaki ışık algısıyla ilgili genlerin proteine dönüşüm miktarını arttırmak gibi çeşitli uyum stratejileri geliştirdiğini bulmuş. “Bitkilerin bu türden gelişmiş olan uyum stratejilerini kavrayabilirsek, uzaydaki gelişimlerinin Dünya’da olandan daha iyi olmasını bile sağlayabiliriz” diyor Ferl. Öte yandan buna gerek kalmayabilir de, zira bitkiler kendi başlarının çaresine bakıyor gibi görünüyor. Stankovic ise “Gelecek beş yıl içinde Ay’da yetişmiş olan bitkilerden tohumlar elde edeceğimize dair optimist bir inancım var” diyor.

Kaynakça:
Ferl, R. J., Paul, A. L., “Lunar Plant Biology – A Review of the Apollo Era”, Astrobiology, Cilt 10, Sayı 3, 6 Mayıs 2010.
http://www.newscientist.com/article/mg22430004.900-asteroid-soil-could-fertilise-farms-in-space.html#.VLUK5oqsX_Y
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2687674/Now-THATS-power-plant-Indoor-farm-grows-10-000- heads-lettuce-DAY-using-lights-mimic-day-night.html
http://science.howstuffworks.com/space-farming.htm

Yazar: Taner Tunç

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here