Thách thức tưới nước cho cây trồng trong không gian

Việc chăm sóc cây trồng, dù trong vườn nhà hay ngoài trời, luôn là một công việc đòi hỏi sự hiểu biết và kiên nhẫn. Người trồng cần nắm rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của cây như ánh sáng, loại đất và đặc biệt là độ ẩm. Trong đó, việc cung cấp lượng nước hợp lý là yếu tố quan trọng giúp cây khỏe mạnh. Nếu tưới quá nhiều, rễ cây có thể bị úng, còn nếu tưới quá ít, cây sẽ bị khô héo và khó phát triển.

Tuy nhiên, nếu việc tưới cây trên Trái Đất đã là một thách thức, thì việc chăm sóc cây trong không gian nơi không có trọng lực còn phức tạp hơn rất nhiều.

1. Khó khăn trong việc tưới cây ở môi trường không trọng lực

Không gian không có khái niệm trọng lực như trên Trái Đất, vì vậy nước không thể chảy hoặc thấm theo hướng nhất định. Khi tưới cây, nước có xu hướng kết tụ thành giọt và trôi nổi, thay vì thấm vào đất hay đến rễ cây. Điều này khiến việc điều tiết độ ẩm trở nên khó kiểm soát và có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của cây trồng.

Các phi hành gia NASA đã nhận thấy rằng trong điều kiện vi trọng lực, việc điều hướng dòng nước là một thách thức lớn. Họ phải tìm ra những phương pháp đặc biệt để nước có thể di chuyển và cung cấp độ ẩm chính xác cho rễ cây mà không gây ngập úng hoặc thiếu nước.

2. Giải pháp của NASA: Hệ thống Quản lý Nước Thực vật (PWM)

Để giải quyết vấn đề này, năm 2021 NASA đã triển khai thí nghiệm Quản lý Nước Thực vật (Plant Water Management – PWM), hay còn gọi là Hệ thống Điều khiển Độ ẩm, tại Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).
Mục tiêu của thí nghiệm là tìm hiểu cách hoạt động của phương pháp thủy canh mao quản – một kỹ thuật trồng cây không dùng đất – trong môi trường không gian.

Hệ thống PWM bao gồm ba đơn vị thử nghiệm chính: máy bơm, ống dẫn, van và các kênh thủy canh. Tất cả đều được thiết kế đặc biệt để kiểm soát và phân phối nước nhờ hiện tượng mao dẫn, giúp nước di chuyển chính xác đến vùng rễ cần thiết.
Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu gặp nhiều hiện tượng bất thường liên quan đến sự di chuyển của chất lỏng trong môi trường vi trọng lực. Tuy nhiên, các kết quả ban đầu đã cho thấy khả năng duy trì độ ẩm ổn định và hỗ trợ sự phát triển của cây trồng ngoài Trái Đất.

Thí nghiệm PWM của NASA không chỉ giúp giải quyết vấn đề tưới tiêu trong không gian, mà còn mở ra triển vọng mới cho việc trồng cây và sản xuất thực phẩm trong các sứ mệnh dài hạn, như hành trình đến sao Hỏa hoặc xây dựng các khu định cư ngoài Trái Đất.
Những nghiên cứu này góp phần quan trọng vào việc đảm bảo nguồn cung thực phẩm bền vững cho con người trong tương lai, đồng thời mở rộng hiểu biết của chúng ta về khả năng sinh tồn của sự sống trong môi trường vũ trụ.

Đọc thêm tại: https://www.greenmatters.com/pn/nasa-astronauts-are-growing-plants-in-the-international-space-station-but-how-do-they-water-them