Nông nghiệp vũ trụ - thị trường nghìn tỷ USD trong tương lai

STNN - Nông nghiệp vũ trụ là một lĩnh vực mới mẻ tập trung vào việc trồng trọt trong môi trường không gian. Nông nghiệp vũ trụ mở ra tiềm năng to lớn cho sự phát triển của nền nông nghiệp trong tương lai, góp phần thúc đẩy quá trình chuyển đổi và nâng tầm nền nông nghiệp toàn cầu.

• SC Solutions Inc. thâm nhập vào lĩnh vực nông nghiệp và môi trường với công nghệ vũ trụ hàng đầu

Nông nghiệp vũ trụ là gì?

Sau nông nghiệp trái đất và nông nghiệp đại dương, đây là một lĩnh vực nông nghiệp mới dựa trên công nghệ hàng không vũ trụ, phát triển và sử dụng tài nguyên môi trường không gian.

Nông nghiệp vũ trụ sử dụng các điều kiện môi trường đặc biệt của không gian như: tia vũ trụ, độ chân không cao, vi trọng lực,... để tiến hành nhân giống đột biến hạt giống cây trồng, chủng vi sinh vật, côn trùng... nhằm tạo ra các biến thể di truyền có lợi, từ đó tạo ra các giống cây có năng suất và chất lượng cao, có sức đề kháng mạnh. Đồng thời, nông nghiệp vũ trụ còn bao gồm việc trực tiếp trồng trọt và sản xuất nông sản trong môi trường vũ trụ để cung cấp nguồn lương thực cho nhân lực vũ trụ, và dự kiến ​​những sản phẩm nông nghiệp này sẽ được đưa trở lại mặt đất để bổ sung cho nguồn tài nguyên khan hiếm trên Trái đất.

Trong số đó, nội dung chính của nông nghiệp vũ trụ có thể được chia thành các khía cạnh sau:

Lai tạo giống trong vũ trụ: Sử dụng vệ tinh hoặc khinh khí cầu để mang hạt giống cây trồng, chủng vi sinh vật và các mẫu khác vào không gian, gây ra đột biến nhiễm sắc thể trong điều kiện môi trường đặc biệt, từ đó dẫn đến biến đổi các đặc điểm di truyền sinh học. Bằng cách này, các nhà khoa học có thể nhanh chóng nhân giống các giống mới có đặc tính ưu việt.

Canh tác trực tiếp trên môi trường vũ trụ: Nông sản được trồng và canh tác trực tiếp tại các cơ sở không gian như trạm vũ trụ hay vệ tinh, nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực cho nhân viên vũ trụ. Công nghệ này không chỉ giúp giải quyết vấn đề ăn uống của nhân viên vũ trụ, mà còn có thể cung cấp những ý tưởng và phương pháp mới cho sản xuất nông nghiệp trên Trái đất. Hiện nay, các nước Nga, Mỹ, Nhật Bản… đã trồng thành công nhiều loại cây trồng trong môi trường không gian.

Giấc mơ rau vũ trụ được hiện thực hóa như thế nào?

Đúng như tên gọi, rau vũ trụ là sản phẩm của công nghệ “canh tác” rau trong không gian vũ trụ. Các hạt giống được tiếp xúc với môi trường không trọng lượng, thiếu oxy cùng nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau để đạt được đột biến gen. Ngay từ những năm 40 của thế kỉ trước, hạt giống cây trồng đã được gửi vào không gian. Tất nhiên, đây cũng là lô rau không gian sớm nhất. Việc trồng rau vũ trụ là một quá trình phức tạp và tinh tế, chủ yếu bao gồm các bước sau:

Lựa chọn: Những giống rau phù hợp với môi trường không gian sẽ được lựa chọn, đặc tính là có chu kỳ sinh trưởng ngắn như bắp cải, rau muống... Hạt giống phải được khử trùng, xử lý để đảm bảo chất lượng và tỉ lệ nảy mầm.

Ươm cây giống: Hạt giống sau khi được xử lý sẽ được đưa vào dung dịch dinh dưỡng đặc biệt và trồng trong điều kiện được kiểm soát tốt. Giai đoạn này đòi hỏi phải kiểm soát chính xác nhiệt độ và độ ẩm, cũng như cung cấp nước và phân bón, để đảm bảo cây con phát triển khỏe mạnh.

Trồng trọt: Khi cây con đã phát triển đến một mức độ nhất định, chúng sẽ được cấy vào các mô đất đặc biệt. Các mô-đun đất này được trang bị nguồn CO2 và ánh sáng để mô phỏng môi trường tự nhiên trên Trái đất. Trong môi trường vi trọng lực của không gian, việc cung cấp nước và chất dinh dưỡng là những công nghệ chủ chốt. Để giải quyết vấn đề nước khó thâm nhập vào hệ rễ, các nhà nghiên cứu đã phát triển các kỹ thuật và thiết bị đặc biệt để đảm bảo rằng cây có thể hấp thụ đủ nước và dưỡng chất cần thiết.

Bón phân và kiểm soát nhiệt độ: Nguồn dinh dưỡng của rau vũ trụ chủ yếu dựa vào các loại phân bón đặc chế. Đồng thời, để duy trì sự phát triển bình thường của cây, cần kiểm tra định kỳ tình trạng đất và sự phát triển của cây, đồng thời quản lý tốt việc bón phân. Ngoài ra, do nhiệt độ môi trường không gian thấp, nên cần sử dụng thiết bị sưởi ấm để điều chỉnh nhiệt độ đảm bảo không khí lưu thông và độ ẩm thích hợp.

Thông qua các bước trên, rau vũ trụ có thể được trồng thành công trong môi trường không gian. Công nghệ này không chỉ cung cấp cho các phi hành gia nguồn thực phẩm tươi sống, mà còn làm phong phú thêm sự lựa chọn về chế độ ăn uống của họ và giảm sự phụ thuộc vào Trái đất. Đồng thời, công nghệ trồng rau vũ trụ, còn cung cấp tài liệu tham khảo hữu ích cho việc bảo vệ môi trường sinh thái trên Trái đất.

Đặc điểm vượt trội của nông nghiệp vũ trụ

Tỉ lệ nảy mầm cao: Những hạt giống này đã “vượt qua các thử thách khắc nghiệt” trong môi trường không trọng lực, thiếu oxy và các điều kiện đặc thù của không gian. Sau khi quay trở lại Trái đất, chúng được các chuyên gia nông nghiệp theo dõi và nghiên cứu trong nhiều năm để tìm ra phương pháp canh tác phù hợp nhất.

Giá trị dinh dưỡng cao: Hàm lượng vitamin trong rau vũ trụ cao hơn 2 lần so với rau thông thường. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể con người tăng lên, như sắt tăng 7,3%, kẽm tăng 21,9%, đồng tăng 26,5%, phốt pho tăng 21,9%, mangan tăng 13,1%, carotene tăng 5,88%. Hàm lượng đường hòa tan của cà chua không gian cao hơn 25% so với cà chua thông thường. Hàm lượng lysine, đồng, mangan, kali, kẽm trong khoai lang tím không gian cao gấp 3-8 lần so với khoai lang thông thường. Đặc biệt, hàm lượng các chất chống ung thư iốt và selen cao hơn 20 lần các loại khoai lang khác, đứng đầu trong các loại thực phẩm.

Hương vị thơm ngon: Rau vũ trụ ngon hơn các loại rau thông thường. Ví dụ, ớt chuông có thể ăn sống, có vị hơi ngọt, giòn và tươi mát. Khoai lang tím khi ăn sống có vị ngọt và có hàm lượng nước vừa đủ giống như trái cây chất lượng cao, khi nấu chín thì có mùi thơm, mềm và ngọt; là sự kết hợp tuyệt vời về màu sắc, hương vị và chất lượng, xứng đáng là thực phẩm bảo vệ sức khoẻ cao cấp.

Sản phẩm có khả năng chịu áp lực cao: Các loại rau vũ trụ thường có khả năng chống chịu stress tốt hơn. Trong quá trình nhân giống trong không gian, hạt giống rau đã trải qua thử thách trong môi trường khắc nghiệt, giúp chúng thích nghi tốt hơn với các điều kiện bất lợi trên Trái đất như hạn hán, nhiệt độ cao, độ mặn... Điều này giúp rau vũ trụ có khả năng chống chọi tốt hơn với thiên tai và môi trường bất lợi trong quá trình trồng trọt, từ đó tăng năng suất và chất lượng.

Những khó khăn khi trồng rau trong không gian

Tỉ lệ nhân giống thành công quá thấp bởi xác suất đột biến gen vô cùng nhỏ và phụ thuộc vào may mắn. Có thể gửi hàng chục nghìn hạt giống vào vũ trụ, nhưng không có gì thay đổi gì khi những hạt giống này quay trở lại Trái đất. Cùng với đó, chi phí để gửi hạt giống lên vũ trụ quá cao.

Ngoài những điểm trên, việc nhân giống vũ trụ mới chỉ hoàn thành bước đầu tiên. Sau khi hạt giống bị đột biến, chúng vẫn cần được nuôi cấy, trồng, nghiên cứu, sàng lọc và thực hiện nhiều thí nghiệm khác nhau để có được kết quả. Tất nhiên, sẽ phải mất nhiều năm làm việc để rau vũ trụ trở nên phổ biến.

Tuy còn vô vàn khó khăn song nông nghiệp vũ trụ có triển vọng ứng dụng rộng rãi và tiềm năng thị trường rất lớn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ vũ trụ và công nghệ nông nghiệp, nông nghiệp vũ trụ được kỳ vọng sẽ mang lại nhiều đổi mới, đột phá hơn nữa cho sản xuất nông nghiệp trong tương lai.

Ngọc Bích (theo Quan sát ngành nông nghiệp)