શુભાંશુ શુક્લા : એક્સિઓમ 4 મિશનમાં અવકાશમાં જનારા અંતરિક્ષયાત્રીઓ ત્યાં કયા છોડ ઉગાડશે?

આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશમથક પર જનારું એક્સિઓમ-4 મિશન હવામાનની પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિને કારણે ફરી એકવાર મુલતવી રાખવામાં આવ્યું છે.

સ્પેસઍક્સનું ડ્રૅગન અવકાશયાન હવે 11 જૂને ભારતના શુભાંશુ શુક્લા સહિતના ચાર અવકાશયાત્રીઓને લઈને આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશમથકે જવા રવાના થવાનું છે.

કોઈ ભારતીય નાગરિક અવકાશમાં જઈ રહ્યો હોય તેવી 40 વર્ષ પછીની આ પહેલી ઘટના છે. તેમની અંતરિક્ષ યાત્રા અવકાશ જીવવિજ્ઞાન અને અવકાશ કૃષિ ક્ષેત્રે ભારતીય અવકાશ સંસ્થા ઇસરોના સંશોધન માટે એક ટર્નિંગ પૉઇન્ટ બની શકે છે.

માનવજાત ફરી મહાન ક્રાંતિ કરી શકે?

સિંધુ જેવી નદીઓની ખીણમાં લગભગ 8,000 વર્ષ પહેલાં ખેતી શરૂ થઈ હતી, જે માનવજાતની પ્રથમ મહાન ક્રાંતિ હતી.

માનવી શિકાર કરતો હતો ત્યારે ખેતીની શોધથી ગામડાઓનું નિર્માણ થયું, ખાદ્ય ઉત્પાદનમાં વધારો થયો અને સંસ્કૃતિઓનો ઉદય થયો.

આજે આપણે બીજી ક્રાંતિ એટલે કે અવકાશમાં ખેતીના આરંભબિંદુ પર ઊભા છીએ. બીજ કેવી રીતે અંકુરિત થાય છે અને અવકાશમાં છોડ કેવી રીતે ઊગે છે તે સંબંધી પ્રયોગો શુભાંશુ શુક્લા સહિતના એક્સિઓમ-4ના અન્ય સભ્યો કરશે.

તેમનો હેતુ આ સવાલોનો જવાબ મેળવવાનો હશે કે સૂક્ષ્મ ગુરુત્વાકર્ષણમાં બીજ કેવી રીતે અંકુરિત થાય છે અને અવકાશમાં છોડ ઊગે ત્યારે કયાં લક્ષણો જોવા મળે છે?

અવકાશમાં ખેતી શા માટે?

ચંદ્ર કે મંગળ પરના લાંબા મિશન માટે ફળો અને શાકભાજી જેવા તાજા પાક જરૂરી છે.

અવકાશમથકો પર નાના બગીચાઓ માત્ર ખોરાક જ નહીં, માનસિક આરામ પણ આપે છે. પૃથ્વીથી સેંકડો કિલોમીટર દૂર લીલા છોડ જોવાથી શાંતિ મળી શકે છે.

અવકાશમાં જીવન ટકાવી રાખવા માટે સ્પેસ ફાર્મિંગ મહત્ત્વપૂર્ણ છે. અવકાશયાત્રીઓ લાંબા મિશન દરમિયાન માત્ર પેકેજ્ડ અથવા ફ્રીઝ-ડ્રાઇડ ખોરાક પર આધાર રાખી શકે નહીં.

ઇતિહાસે આપણને પાઠ ભણાવ્યો છે કે સદીઓ પહેલાં લાંબી સફર પર નીકળેલા ખલાસીઓ તાજી ખાદ્ય સામગ્રીના અભાવે વિટામિન સીની ઊણપને કારણે રોગોનો ભોગ બનતા હતા.

આવી સમસ્યાઓના નિરાકરણ માટે વિજ્ઞાનીઓ તાજા, પોષક તત્ત્વોથી ભરપૂર ખોરાકની ઉપલબ્ધતા સુનિશ્ચિત કરવા અવકાશમાં ખેતીની સંભાવના ચકાસી રહ્યા છે.

કેટલાક છોડ અવકાશમાં દવા તરીકે પણ કામ કરી શકે છે. દાખલા તરીકે, લેટસ નામે ઓળખાતી એક પ્રકારની કોબીમાં એક પ્રોટીન હોય છે, જે હાડકાને થતા નુકસાનને રોકવામાં મદદ કરે છે. લાંબા ગાળાની અવકાશયાત્રામાં હાડકાંના નુકસાનની સમસ્યા સામાન્ય છે. લેટસને પહેલાંથી જ અવકાશમાં ઉગાડવામાં આવી છે અને તેનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે.

સપ્લિમેન્ટ્સ સાથે લઈ જવાને બદલે ભવિષ્યમાં અવકાશયાત્રીઓ પોતાના માટે પોષક તત્ત્વોથી ભરપૂર પ્લાન્ટ્સ ઉગાડી શકે છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ વિના છોડ કેવી રીતે ઊગે?

ખેડૂતો હજારો વર્ષોથી એક સાદું સત્ય જાણે છેઃ બીજ ભલે ગમે તે રીતે પડે, મૂળ નીચેના ભાગમાં વિસ્તરે છે અને ચાળીઓ ઉપરની તરફ વિકસે છે, પરંતુ છોડને કેવી રીતે ખબર પડે કે કયો માર્ગ "ઉપર" તરફનો છે?

ચાર્લ્સ ડાર્વિન નામના વિજ્ઞાનીએ 1880માં એક વિચિત્ર ઘટના નિહાળી હતીઃ છોડ ઢોળાવ પર ઊગે છે ત્યારે તેના મૂળ માત્ર નીચેની તરફ જ નથી વિસ્તરતાં, થોડા વળાંકવાળા પણ હોય છે. તેઓ માનતા હતા કે તેનું કારણ ગુરુત્વાકર્ષણ અને સપાટીનો સંપર્ક છે.

તેમણે તે ઘટનાને 'રૂટ સ્કીઈંગ' નામ આપ્યું હતું. વિજ્ઞાનીઓએ એક સદીથી વધુ સમય સુધી તે સમજૂતીને કોઈ સવાલ કર્યા વિના સ્વીકારી લીધી હતી, પરંતુ 2010માં આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશ મથકમાં થયેલા એક પ્રયોગને પગલે બધું ઉપરતળે થઈ ગયું હતું.

બીજને અવકાશમાં, જ્યાં કોઈ સ્પષ્ટ "ઉપર" અથવા "નીચે" નથી ત્યાં, પોષક તત્ત્વો આપવામાં આવ્યા હતા અને અંકુરિત થવા દેવાયા હતા. વિજ્ઞાનીઓએ મૂળ અને અંકુરની વૃદ્ધિની દિશાનું સૂક્ષ્મ અવલોકન કર્યું હતું.

આશ્ચર્યની વાત એ છે કે સૂક્ષ્મગુરુત્વાકર્ષણમાં પણ, મૂળ એક જ વક્ર પેટર્નમાં ઊગે છે. તે સૂચવે છે કે છોડના વિકાસની દિશા ગુરુત્વાકર્ષણ નક્કી કરતું નથી. તો પછી એ કોણ નક્કી કરે છે?

છોડના વિકાસનાં રહસ્યો

પૃથ્વી પર જીવન ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ વિકસિત થયું છે. મૂળ પાણી અને પોષક તત્ત્વોની શોધમાં નીચેની તરફ વિકસે છે, જ્યારે અંકુર સૂર્યપ્રકાશ માટે ઉપરની તરફ પહોંચે છે. જોકે, અવકાશમાં છોડ અલગ રીતે વર્તે છે.

અભ્યાસ દર્શાવે છે કે સૂક્ષ્મ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રતિભાવમાં છોડના જનીન અલગ રીતે પ્રતિભાવ આપે છે.

દાખલા તરીકે, અવકાશમાં મૂળની પ્રકૃતિ પાંદડા જેવી હોય છે. પૃથ્વી પર, મૂળ કોષો પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ જનીનોને સક્રિય કરતા નથી, કારણ કે તે ભૂગર્ભમાં હોય છે, પરંતુ અવકાશમાં આ જનીનો મૂળમાં પણ સક્રિય થાય છે.

દરમિયાન, અવકાશમાં જંતુઓ ભલે ન હોય, પણ પાંદડા વધુ જંતુ-પ્રતિરોધક રસાયણો ઉત્પન્ન કરે છે.

આ ફેરફારો સૂચવે છે કે છોડ અવકાશના વાતાવરણને અનુરૂપ અનન્ય લક્ષણો વિકસાવી શકે છે. કેટલાક વધુ લવચિક અથવા વધુ પૌષ્ટિક બની શકે છે.

અવકાશમાં ભારતના કૃષિ પ્રયોગો

એક્સિઓમ-4 મિશન દરમિયાન ભારત બે રસપ્રદ વનસ્પતિ પ્રયોગો કરશે.

ધારવાડની ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑટેકનૉલૉજી અને યુનિવર્સિટી ઑફ ઍગ્રીકલ્ચરલ સાયન્સ અવકાશમાં મેથી અને મગ જેવા બીજના અંકુરણનો અભ્યાસ કરશે. તેઓ સલામતી, વિષાક્તતા અને માઇક્રોબાયલ દૂષણના પરીક્ષણ માટે, પૃથ્વી પર ઉગાડવામાં આવેલા બીજ સાથે તે અંકુરની તુલના કરશે.

ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ સ્પેસ સાયન્સ ઍન્ડ ટેકનૉલૉજી (આઈઆઈએસટી) અને કેરળ કૃષિ વિજ્ઞાન યુનિવર્સિટી ખાદ્ય પાકના બીજ પર સૂક્ષ્મ ગુરૂત્વાકર્ષણની અસરોનો અભ્યાસ કરશે. પાકની છ જાતોના બીજનું અવકાશની પરિસ્થિતિમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવશે અને તેમને પૃથ્વી પર પાછા લાવવામાં આવશે.

આ બીજમાંથી ઉગાડવામાં આવેલા ફર્સ્ટ જનરેશન પ્લાન્ટ્સનો ઉપયોગ સેકન્ડ જનરેશન બીજ ઉત્પન્ન કરવા માટે કરવામાં આવશે. આ પ્રક્રિયા અનેક જનરેશન સુધી ચાલુ રહેશે, જેથી અભ્યાસ કરી શકાય કે અવકાશની અસરથી ઉપજમાં કે છોડની લાક્ષણિકતાઓમાં કોઈ ફેરફાર થાય છે કે નહીં.

ભવિષ્યમાં મંગળ પર ખેતી

આપણે પૃથ્વી પરના પ્લાન્ટ્સનો અભ્યાસ કરીએ છીએ ત્યારે તે ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ કેવી રીતે ઊગે છે તે જ જોઈએ છીએ, એ અલગ કેવી રીતે ઉગી શકે છે તે નહીં.

સુક્ષ્મ ગુરુત્વાકર્ષણ અને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણમાં વૃદ્ધિની તુલના કરીને આપણે મૂળભૂત જૈવિક સત્યોને ઉજાગર કરી શકીએ છીએ.

છોડ, કોષો અને સૂક્ષ્મ જીવાણુઓ પરના આવા સંશોધન જીવન પાછળના ખરા ફીઝિયોલૉજિકલ સિદ્ધાંતને ઉજાગર કરે છે.

તે વનસ્પતિ જીવવિજ્ઞાનમાં અભૂતપૂર્વ આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે - એવી આંતરદૃષ્ટિ, જે ફક્ત પૃથ્વી આધારિત અભ્યાસો જ આપી શકતા નથી.

અવકાશમાં છોડ કેવી રીતે ઊગે છે તે સમજવું ચંદ્ર અથવા મંગળ પર ભાવિ વસાહતો માટે મહત્ત્વપૂર્ણ છે. આપણે પૃથ્વીની બહાર કાર્યક્ષમ રીતે ખેતી કરી શકીએ તો અવકાશયાત્રીઓ ત્યાં જ ઉગાડવામાં આવતા તાજા, પૌષ્ટિક ખોરાકનો આનંદ માણી શકે.

સિંધુ ખીણના ખેડૂતોએ સદીઓ પહેલાં કૃષિ ક્રાંતિ શરૂ કરી હતી તેમ આજના વિજ્ઞાનીઓ આગામી એવી મહાન ક્રાંતિનો માર્ગ મોકળો કરી રહ્યા છે, જે માનવજાતની ગ્રહો પરની સફર માટે જરૂરી છે.

કૃષિની કથા હજુ લખાઈ રહી છે. તેના આગામી પ્રકરણો પૃથ્વી પર નહીં, પરંતુ અવકાશમાં હોઈ શકે છે.

બીબીસી માટે કલેકટિવ ન્યૂઝરૂમનું પ્રકાશન