مروری بر تاثیر کاهش فشار اتمسفری بر کشت گیاهان در فضا: بررسی پاسخ‌های فیزیولوژیکی و مکانیسم‌های سازشی

گیاهان از اجزای اصلی سیستم پشتیبان حیات قابل بازیابی، در سفرهای طولانی مدت فضایی به مریخ هستند. برای کشت گیاه در شرایط محیطی مریخ، نیاز به درک نحوه سازگاری به شرایط کاهش فشار اتمسفری است. فشار اتمسفری مریخ بسیار پائین و در حدود 0.2 تا 0.9 کیلوپاسکال و در سطح زمین خیلی بالاتر وابسته به ارتفاع از سطح دریا (101 کیلوپاسکال در سطح دریا) است. بنابراین مواد ساختاری سازه و همچنین گیاهان کشت شده درون آن بایستی بتوانند شرایط کاهش فشار اتمسفری را تحمل نمایند. تسهیلات و امکانات رشد گیاه در فشار پائین اتمسفری بایستی برای سفرهای طولانی مدت فضایی توسعه یابند. تاکنون مطالعات انجام شده روی کشت گیاه در شرایط کاهش فشار اتمسفری محدود به چند آزمایش بوده که قابلیت رشد و زنده مانی گیاه را بررسی کرده است. برای درک نحوه سازش گیاه به کاهش فشار نیاز به بررسی پاسخ‌های فیزیولوژیکی از طریق مسیرهای سیگنالینگ و مکانیسم‌های تحمل تنش اکسیداتیو است. در مطالعه حاضر، تاثیر کاهش فشار اتمسفری بر طراحی گلخانه‌های فضایی، کاربرد آن در کاهش جرم فضاپیما در سفرهای طولانی مدت، تغییرات فیزیولوژیکی گیاه، مسیرهای ایجاد آسیب اکسیداتیو و مکانیسم‌های مولکولی تحمل تنش کاهش فشار اتمسفری بررسی خواهد شد.

a review on the effects of low atmospheric pressure on plant cultivation in space: the study of physiological responses and adaptive mechanisms

plants are the main components of the bioregenerative life support system in long-term space missions to mars. to cultivate plants in the martian conditions, it is necessary to understand how they adapt to low atmospheric pressure. the atmospheric pressure on mars is very low, about 0.2 to 0.9 kpa, and is much higher on the earth’s surface depending on the altitude above sea level (101 kpa at sea level). therefore, the structural materials of life support system as well as the plants grown inside it must be able to withstand reduced atmospheric pressure. facilities and capabilities for plant growth in low atmospheric pressure must be developed for long-term space missions. so far, studies on plant cultivation in low atmospheric pressure have been limited to a few experiments that examine the ability of plants to grow and survive. to understand how plants adapt to low pressure, it is necessary to examine physiological responses through signaling pathways and oxidative stress tolerance mechanisms. in this study, the effect of low atmospheric pressure on the design of space greenhouses, its application in reducing spacecraft mass during long-term voyages, plant physiological responses, pathways of oxidative damage, and molecular mechanisms of tolerance to low atmospheric pressure will be investigated.