Sẽ thế nào nếu hiện thực hóa nuôi trồng thủy sản trong không gian?

Tham vọng đưa con người lên không gian đã hiện thực hóa, tuy nhiên để con người có thể sống được một cách độc lập thì nhu cầu thức ăn là tất yếu. Chương trình Lunar Hatch ra đời với mục đích nghiên cứu khả năng nuôi trồng thủy sản trong không gian.

Tham vọng chinh phục 

Sự hiện diện của một cộng đồng người trên mặt trăng hoặc trên sao hỏa để cư trú lâu dài sẽ đòi hỏi phải thiết lập một đơn vị sản xuất cho phép tự chủ một phần hoặc toàn bộ lương thực. 

Tiếp tế cho một căn cứ trong không gian từ trái đất hàng tuần là không khả thi về mặt kinh tế cũng như công nghệ (một chuyến đi đến mặt trăng mất 4-7 ngày và lên sao hỏa từ 5-8 tháng). Trong ngắn hạn, giải pháp cung cấp thực phẩm đã qua chế biến và đóng gói sẵn được áp dụng. Tuy nhiên, bảo quản đông khô là không ổn định, đặc biệt là liên quan đến các chất dinh dưỡng thiết yếu. Do đó, nuôi trồng thủy sản làm một biện pháp khả thi về lâu dài. 

Với tham vọng đó, đầu tiên cần chọn đúng loài ứng cử viên và kiểm tra khả năng phù hợp của chúng với cả sự khắc nghiệt của chuyến bay vũ trụ và khả năng phát triển mạnh trong môi trường nhân tạo ở các thế giới khác. Dẫn đầu bởi các nghiên cứu của Viện Nghiên cứu và Khám phá Biển của Pháp (IFREMER) và Trung tâm Vũ trụ Đại học Montpellier (CSUM), Lunar Hatch được thiết kế để tăng cường khả năng tự cung tự cấp lương thực cho các cộng đồng tương lai trên mặt trăng và sao hỏa. Tiêu biểu là Cyrille Przybyla, nhà khoa học đứng đầu trong chương trình Lunar Hatch. 

Cyrille Przybyla thử nghiệm tác động mà những rung động trải qua trong quá trình phóng tàu vũ trụ sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của trứng ở một số loài cá. Ảnh Cyrille Przybyla, IFREMER

Đối tượng nuôi và những thành công bước đầu

Cá là đối tượng được lựa chọn hàng đầu vì đảm bảo được nhiều yêu cầu được đề ra: 

Chúng là đối tượng cung cấp ALA (tiền chất PUFA), EPA hoặc DHA. Các hợp chất này rất cần thiết cho con người đặc biệt là đối với sức khỏe tim mạch, thị lực và chức năng não. Tuy nhiên chúng không được sản xuất trực tiếp từ cơ thể con người. 

Cá có đặc tính sinh lý thu nhiệt, do đó yêu cầu năng lượng ở cá ít hơn hai mươi lần so với động vật có vú và ít hơn khoảng ba lần nhu cầu oxy. Cũng như tạo ra ít khí thải carbon dioxide hơn, điều này đáp ứng với quản lý trao đổi khí BLSS (bioregenerative life-support system) trên không gian. 

Ngoài ra, các chất thải nuôi cá dễ dàng xử lý, vì trong sản xuất nuôi cá thì tất cả các chất thải đều hòa tan ở dạng các hợp chất và vật chất dạng hạt, điều này có thể dễ dàng xử lý và xóa khỏi hệ thống hoặc được chuyển đổi bởi các sinh vật khác. 

Cá chép (Cyprinus Carpio) là đối tượng đầu tiên được lựa chọn cho một nghiên cứu cụ thể trong chiến lược nuôi trồng thủy sản trong không gian. Đối tượng kế đến là cá rô phi (Oreochromis mossambicus), cá được thử nghiệm ở giai đoạn ấu trùng. Các đánh giá ban đầu về tính khả thi thông qua các thí nghiệm vận động cảm giác, phản xạ và trình diễn chuỗi dinh dưỡng trong quỹ đạo thấp. Đây là những thử thách đầu tiên trong hành trình nuôi cá trên mặt trăng và sao hỏa. 

Quy trình kiểm tra định tính rung động âm học và cơ học trên phôi cá vược (Przybyla và cộng sự, 2020).

Gần đây, các nhà nghiên cứu dự định gửi những quả trứng cá đã thụ tinh vào không gian trong các tế bào nano lên mặt trăng. Nước được tìm thấy trên các thiên thể trong hệ mặt trời có cấu tạo mặn hoặc kiềm cao. Lựa chọn cá vược Châu Âu trong chương trình Lunar Hatch dựa trên thực tế của nó là một sinh vật biển và đáp ứng các chỉ tiêu đề cập ở trên, đặc biệt là loài cá sống ở đại dương nên trứng cá đã ở trong một dạng vi trọng lực so với các sinh vật trên cạn hay loài cá khác. 

Bên cạnh đó, động vật không xương sống như trai và tôm cũng là các đối tượng tiếp theo trong kế hoạch nghiên cứu vì chúng cần ít diện tích hơn và cung cấp lượng calo cao hơn so với cá.

Trong việc vận chuyển trứng đã thụ tinh giúp giảm nhiều chi phí và công sức đối với trường hợp của mặt trăng, nó rất gần trái đất. Nhưng điểm đến xa hơn chẳng hạn như sao hỏa, giai đoạn trứng đã thụ tinh sẽ không khả thi vì tổng số chuyến bay sẽ dài hơn thời gian hình thành phôi. Trong trường hợp này, sự phát triển ấu trùng sẽ cần được xem xét trong nhiều tháng hành trình. Do đó, đối với các điểm đến xa thì các nghiên cứu cần xác định khả năng nuôi vỗ cá bố mẹ để kiểm soát toàn bộ vòng đời sinh học trong không gian. 

Nuôi trồng thủy sản trong không gian sẽ cung cấp một nguồn thực phẩm có giá trị bổ sung cho con người để thực hiện các nhiệm vụ dài hạn. Phải chăng, khám phá không gian có thể sẽ thành công hơn nếu con người rời khỏi cái nôi với một phần của sinh quyển riêng và kiến thức của họ về khoa học nông nghiệp, kể cả nuôi trồng thủy sản. Bởi theo câu nói của cha đẻ ngành khoa học du hành vũ trụ người nga, Konstantin Tsiolkovsky “Trái đất là cái nôi của loài người, nhưng người ta không thể ở lại một nôi mãi mãi ”.

Nguồn: Przybyla C (2021) Space Aquaculture: Prospects for Raising Aquatic Vertebrates in a Bioregenerative Life-Support System on a Lunar Base. Front. Astron. Space Sci. 8:699097.

Hồng Mộng Huyền và Hà Tuyết Nhi