Trong một bước tiến quan trọng hướng tới du hành vũ trụ bền vững, các nhà khoa học đang nghiên cứu một loại gạo nhỏ, giàu protein và có thể phát triển trong không gian. Dự án Moon-Rice, do Cơ quan Vũ trụ Ý dẫn đầu cùng với ba trường đại học, nhằm tạo ra những loại cây trồng có khả năng phát triển tốt trong điều kiện vi trọng lực. Mục tiêu là cải thiện dinh dưỡng và sức khỏe cho các phi hành gia.
Tương lai của việc sống bền vững trong không gian phụ thuộc vào khả năng trồng thực phẩm tươi sống xa Trái Đất. Dự án hợp tác Moon-Rice mang tính cách mạng đang sử dụng công nghệ sinh học tiên tiến để phát triển một loại cây lương thực lý tưởng, có thể được trồng tại các tiền đồn ngoài không gian cũng như trong những môi trường khắc nghiệt trên Trái Đất.
Việc khám phá không gian hiện đại phụ thuộc nhiều vào nguồn thực phẩm từ Trái Đất, chủ yếu là các bữa ăn chế biến sẵn, hiếm khi chứa nguyên liệu tươi. Để đối phó với những tác động tiêu cực của môi trường không gian lên sức khỏe con người, việc có nguồn thực phẩm đáng tin cậy, giàu vitamin, chất chống oxy hóa và chất xơ là rất quan trọng.
Dự án Moon-Rice nhằm phát triển một loại cây trồng hoàn hảo để duy trì sự sống trong không gian cho các sứ mệnh dài hạn, như xây dựng các cơ sở cố định trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa. Tiến sĩ Marta Del Bianco, nhà sinh vật học thực vật tại Cơ quan Vũ trụ Ý, cho biết: "Sống trong không gian là tái chế tài nguyên và sống bền vững. Chúng tôi đang cố gắng giải quyết những vấn đề tương tự mà chúng ta đang phải đối mặt trên Trái Đất."
Bà cũng cho biết một trong những thách thức lớn nhất là kích thước hiện tại của các loại cây trồng trên Trái Đất. Ngay cả nhiều giống lúa lùn vẫn còn quá lớn để trồng một cách đáng tin cậy trong không gian. "Điều chúng ta cần là một giống lúa siêu lùn, nhưng điều này cũng đi kèm với những khó khăn riêng. Các giống lúa lùn thường được tạo ra bằng cách điều chỉnh một loại hormone thực vật gọi là gibberellin, giúp giảm chiều cao của cây. Tuy nhiên, điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt. Chúng không phải là cây trồng lý tưởng, bởi vì trong không gian, bạn không chỉ cần cây nhỏ mà còn cần cây có năng suất cao."
Dự án Moon-Rice không chỉ là nỗ lực của Cơ quan Vũ trụ Ý mà còn có sự hợp tác của ba trường đại học Ý. "Đại học Milan có nền tảng vững chắc về di truyền học lúa, Đại học Rome 'Sapienza' chuyên về điều chỉnh sinh lý cây trồng, và Đại học Naples 'Federico II' có di sản nổi bật trong sản xuất cây trồng trong không gian. Chúng tôi đã bắt đầu dự án kéo dài bốn năm này cách đây chín tháng, vì vậy công việc vẫn đang trong quá trình hoàn thiện. Tuy nhiên, những kết quả ban đầu mà chúng tôi có được hiện nay thực sự rất hứa hẹn," Tiến sĩ Del Bianco cho biết thêm.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Milan đang phân lập các giống lúa đột biến có thể cao chỉ 10 cm, vì vậy chúng thực sự rất nhỏ và đây là một điểm khởi đầu tuyệt vời. Đồng thời, Đại học Rome đã xác định được các gen có thể thay đổi cấu trúc cây trồng để tối đa hóa hiệu quả sản xuất và tăng trưởng. Ngoài ra, do sản xuất thịt sẽ không hiệu quả trong các môi trường sống hạn chế về tài nguyên và không gian, Tiến sĩ Del Bianco và nhóm của bà đang tìm cách làm giàu hàm lượng protein trong gạo bằng cách tăng tỷ lệ phôi giàu protein so với tinh bột.
Trọng tâm của Tiến sĩ Del Bianco là nghiên cứu cách cây lúa thích nghi với điều kiện vi trọng lực. Bà cho biết: "Chúng tôi mô phỏng điều kiện vi trọng lực trên Trái Đất bằng cách liên tục xoay cây, sao cho cây chịu lực kéo đều từ mọi hướng. Mỗi bên của cây được kích hoạt liên tục, và nó không biết đâu là trên, đâu là dưới. Đây là điều tốt nhất chúng tôi có thể làm trên Trái Đất, vì việc thực hiện các thí nghiệm trong điều kiện vi trọng lực thực tế, tức là trong không gian, rất phức tạp và tốn kém."
Thực phẩm tươi không chỉ bổ dưỡng hơn các bữa ăn nấu chín và đóng gói sẵn, mà còn mang lại nhiều lợi ích tâm lý đáng kể. Việc quan sát và chăm sóc cây trồng phát triển rất tốt cho tâm trạng con người. Mặc dù thực phẩm nấu chín hoặc nhão có thể ổn trong thời gian ngắn, nhưng nó có thể trở thành mối lo ngại cho các sứ mệnh dài hạn. Khám phá không gian là một công việc khó khăn, yêu cầu các phi hành gia phải duy trì thể chất và tinh thần tốt nhất. Nếu chúng ta có thể tạo ra một môi trường nuôi dưỡng cả về thể chất lẫn tinh thần cho các phi hành gia, điều đó sẽ giúp giảm căng thẳng và giảm nguy cơ mắc lỗi. Trong không gian, sai lầm có thể dẫn đến lãng phí tiền bạc, và trong trường hợp xấu nhất, có thể gây nguy hiểm đến tính mạng" - Tiến sĩ Del Bianco chia sẻ.
Dự án Moon-Rice không chỉ mang lại lợi ích cho các nhà thám hiểm không gian mà còn có những ứng dụng hữu ích cho việc trồng trọt trong môi trường được kiểm soát trên Trái Đất. "Nếu bạn có thể phát triển một loại cây trồng khỏe mạnh cho không gian, thì nó có thể được sử dụng ở các Cực Bắc và Nam Cực, hoặc ở các sa mạc, hoặc những nơi có diện tích trong nhà nhỏ" - Tiến sĩ Del Bianco cho biết thêm.
