Karl Eric Hancock

Karl Eric Hancock styrer eit eksperiment på Den internasjonale romstasjonen frå eit kontrollrom i Trondheim.

Foto: Erlend Laanke Solbu, NRK

Oppdrag: Vatne plantar i rommet

Før menneske kan dyrke plantar på Mars, må vi knekke koden for å vatne plantar utan tyngdekraft.

Unni Eikeseth

– So, everything is set to do the hydration, melder Karl Eric Hancock over radioen. Kontrollrom-operatøren har eit headset på hovudet, og skjorteermane på den svarte skjorta hans er bretta opp. I taket over han lyser ørsmå lamper frå eit filtkledd tak som ser ut som ein stjernehimmel. Like over hovudet til Karl Eric er lampene forma som stjernebiletet Orion.

Til høgre for han sit operasjonsleiar Brit-Eli Danielsen og følger med på ein dataskjerm. Det om lag tjue kvadratmeter store rommet har to bordrader med dataskjermar, i tillegg til tre store skjermar som heng på veggen. Fire klokker på veggen viser at klokka er 12 i Ames i California, 14 i Huntsville, 8 GMT og 9 om morgonen i Trondheim. Rommet ser ut som noko ein kunne vente å finne hos den amerikanske romfartsorganisasjonen,

NASA. I staden er vi i ein universitetsbygning på eit jorde i Trondheim. Her held N-USOC til, kontrollsenteret for planteforsøk på Den internasjonale romstasjonen, ISS.

– We have our fingers crossed, just in case, svarar ei stemme på amerikansk gjennom ein høgtalar.

Karl Eric og Brit-Eli skal i dag gjere eit nytt forsøk på å starte opp eit plante-eksperiment, Seedling Growth-2, på romstasjonen. Sist gong dei prøvde gjekk noko gale, og frøa med modellplanten vårskrinneblom fekk ikkje vatn. Dette er siste sjanse for å få dette del-forsøket til å verke.

Det er berre Karl Eric og dei andre ved kontrollsenteret i Trondheim som har moglegheit til å styre forholda i veksthuset. At det vart NTNU som vart valt til å styre planteforsøka i rommet har si bakgrunn i at universitetet hadde eit sterkt miljø som jobba med effekt av mikrogravitasjon på plantar. Fagfolka på NTNU vart derfor valt ut for å gi vitskaplege råd og vere med på å utvikle eit mini-veksthus til bruk i den nye europeiske modulen til romstasjonen. Seinare vart miljøet også valt til å huse kontrollsenteret.

Ann-Iren Kittang Jost ved CIRiS, NTNU

Forskingsleiar Ann-Iren Kittang Jost ved CIRiS, NTNU, er i gang med førebuingar til forsøk med matplantar i rommet.

Foto: Erlend Laanke Solbu, NRK

– Trongen til å utforske

Målet med å gjere planteforsøk i rommet er å få mest mogleg kunnskap om grunnleggande eigenskapar hos plantar. På romstasjonen har forskarane moglegheit til å sjå på kva måte plantar er påverka av lite eller inga tyngdekraft. Kunnskapane dei får kan bli brukt til betre matproduksjon på jorda, men også på andre planetar. Romstasjonen er også den einaste staden der vi menneske kan førebu oss på å dyrke mat på månen eller Mars.

– Vi menneske skal ein gong forlate jorda og utforske verdsrommet. Trongen til å utforske ligg i menneskenaturen, seier Ann-Iren Kittang Jost ved Senter for tverrfagleg forsking i rommet, CIRiS. Ho skal leie den norske delen av eit nytt planteforsøk i rommet, «Time Scale», der ein denne gongen skal forsøke å dyrke matplanter som tomat og salat.

– Når vi kjem til månen og Mars vil vi gjerne dyrke plantar, både til mat og til livsstøtte, som produksjon av oksygen og reinsing av vatn, fortel ho.

Viss vi skal få til ein berekraftig matproduksjon, vere seg på jorda eller Mars, så må vi ha lukka system. Vi kan ikkje berre ta næringsstoff og vatn og sende det ut på den andre sida, men må begynne å resirkulere det.

Ann-Iren Kittang Jost, Senter for tverrfagleg forsking i rommet, CIRiS, NTNU.

Men både månen og Mars har mindre tyngdekraft enn jorda, og det kan verke inn på vekst hos planten. Tidlegare forsøk har blant anna vist at plantar som ikkje er utsett for gravitasjon veks fortare til å begynne med, men så minskar veksten, slik at dei endar opp med å bli kortare enn plantar som veks i jordgravitasjon.

Den største utfordringa slik Ann-Iren ser det, er vatnet.

På månen og Mars kjem menneske til å måtte resirkulere vatn og passe på at det går i ein krins. Forsøk i mikrogravitasjon viser førebels at det er vanskeleg å få til.

– Vi må sørgje for at planten får tilgang til vatnet, og vi kan ikkje dyrke dei på papir, men må ha noko i tre dimensjonar. Det vi har brukt til no er ein slag stein, der kapillærkreftene hjelper oss, men vi må ha ein slags gjennomstrøyming for å skifte det ut. Og utan tyngdekraft må du ha eit system som kan enten dytte eller dra vatnet gjennom, fortel Kittang Jost.

«Keep calm»

Karl Eric Hancock og Brit Eli Danielsen

Karl Eric Hancock og Brit Eli Danielsen i kontrollrommet for planteforsøk i rommet ved NTNU.

Foto: Erlend Laanke Solbu, NRK

Karl Eric og Brit-Eli ser mot skjermen som viser ei videooverføring frå veksthuset på romstasjonen som svever 400 kilometer over jordoverflata, med ein fart på 25 000 kilometer i timen. Biletet viser ei kasse med fem små kammer, som blir kalla frøkassettar. Botnen av kvar kassett er kledd med eit filterpapir.

I dette forsøket vil forskarane frå Europa og USA teste korleis plantar blir påverka av blått og raudt lys, derfor har Karl Eric på førehand sjekka at lampene med ulik farge verkar. No gjeld det berre å få vatna spirene slik at forsøket kan gå i gang.

Eit bilete på veggen i kontrollrommet i Trondheim rår dei som ser det til å «Keep calm and carry on».

Det er ikkje teikn til at det kjem noko vatn inn i frøkammera. Filterpapira i frøkassettane ser like tørre ut som før. Etter nokre sekund, tar Dave ved “Seedling Growth” igjen kontakt over radioen.

– Dette ser ikkje ut til å virke, men eg går ut frå at vi burde gjere tre forsøk.

Karl Eric seier seg einig, og tastar inn kommandoar til eit nytt forsøk.

Bortsett frå det jamne viftesuset frå datamaskinene og tasting av kommandoar på tastaturet, er det stille i rommet.

– Antiklimaks, ass, kommenterer Karl Eric til Brit-Eli.

– Men då blir det ikkje noko nattskift då, legg han til.

Karl Eric gir beskjed over radioen om at han set i gang det andre vatningsforsøket. Han blir straks avbroten av Dave ved «Seedling Growth» som nærast ropar:

– We are getting hydration!

– Tilstrekkeleg tyngdekraft på Mars

Plantedyrking i rommet har komme eit steg vidare etter pionertida då forskarane først hadde vanskar med å få plantar til å vekse i det heile tatt.

Seedling Growth eksperimentet som blir styrt frå Trondheim i dag er andre del av eit tredelt prosjekt leia av forskarane John Kiss ved The University of Mississippi og Javier Medina ved Centro de Investigaciones Biológicas i Madrid i Spania.

Gjennom dei to første delforsøka i Seedling Growth har forskarane for første gong sett korleis plantespirer veks under ein serie med aukande gravitasjon frå 0,1 G, 0,3 G (Mars-gravitasjon) og vidare opp til jordgravitasjon, 1,0 G.

– Våre resultat tyder på at tyngdekrafta på Mars er tilstrekkeleg for å dyrke plantar, i alle fall når det gjeld parametrane vi har studert, fortel John Kiss.

Men Kiss ser mange andre hindringar for å kunne dyrke plantar og få til fungerande drivhus på den raude planeten, blant anna ei tynn atmosfære og kraftig stråling.

Først må vi klare å finne ein måte for å komme oss til Mars og overleve den høge strålinga i rommet på vegen. Og framme på planeten held strålinga fram med å vere ei utfordring, sidan planeten har svært tynn atmosfære samanlikna med jorda.

– Før vi kan dra til Mars må vi få meir kunnskap om korleis stråling verkar på plantar og dyr, seier Kiss.

Frøkassettar i rommet

Brått breier mørke flekker seg over papiret i frøkassettane. Det er vatn.

Foto: Erlend Laanke Solbu, NRK

Vatn

Brit-Eli og Karl Eric ser mot skjermen, der eit mørkt område breier seg sakte ut over filterpapiret i den fjerde frøkassetten. Det er vatn.

– Oh, shit! kjem det frå Brit-Eli. Karl Eric ler.

– We are getting hydration, seier Seedling Growth igjen.

– Nei, er det sant, seier Britt Eli ut i lufta. Dersom forsøket likevel går i orden, er det fint for forskinga. Men det betyr også døgnvakter i seks dagar framover, veit dei to i kontrollrommet på NTNU i Trondheim.

Saman med amerikanarane blir dei einige om at det er verdt å gjere fleire vatningsforsøk. Minuttvisaren på dei fire klokkene å veggen flyttar seg tjue minutt, og Karl Eric gjer to nye vatningsforsøk utan at det skjer noko. Men like etter at Karl Eric har gitt beskjed om at han går i gang med sjette forsøk, får dei ei ny overrasking.

Plutseleg, heilt ut av det blå, blir det vatn også i kassett nummer to.

– Har du sett, seier Brit-Eli.

–Er det mulig, kjem det frå Karl Eric.

– To og ein halv kassett som er hydrert, halvparten, kommenterer Karl Eric.

Det er nok til at ein går i gang med forsøket.

Astronaut Barry E. "Butch" Wilmore

Astronaut Barry E. 'Butch' Wilmore avsluttar planteforsøket Seedling Growth 2 ved å ta ut spirane og legge dei i frysaren.

Foto: NASA

Seks dagar etter, svever astronaut Barry "Butch" Wilmore gjennom rommet i den europeiske delen av romstasjonen, opnar døra til veksthuset og løftar ut frøkassa med vårskrinneblom. Ørsmå, centimeterlange spirer stikk opp frå filterpapiret i tre av frøkassettane. No skal desse frysast og bli frakta tilbake til forskarane på jorda.

Dette er dei spede spirene til bognande drivhus på Mars, ein gong i framtida.