Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel asli.
Mencari tahu bagaimana memberi makan orang di luar angkasa adalah bagian utama dari upaya yang lebih besar untuk menunjukkan kelangsungan hidup manusia jangka panjang di lingkungan luar bumi. Pada 12 Mei 2022, tim ilmuwan mengumumkan bahwa mereka telah berhasil menanam tanaman menggunakan tanah bulan yang dikumpulkan selama misi bulan Apollo. Tapi ini bukan pertama kalinya para ilmuwan mencoba menanam tanaman di tanah yang biasanya tidak mendukung kehidupan.
Saya adalah sejarawan sains Antartika. Cara menanam tanaman dan makanan di ujung selatan Bumi telah menjadi bidang penelitian aktif selama lebih dari 120 tahun. Upaya ini telah membantu pemahaman lebih lanjut tentang banyak tantangan pertanian di lingkungan yang ekstrem dan akhirnya menyebabkan budidaya tanaman yang terbatas, tetapi berhasil, di Antartika. Dan terutama setelah tahun 1960-an, para ilmuwan mulai secara eksplisit melihat penelitian ini sebagai batu loncatan menuju tempat tinggal manusia di luar angkasa.
Lukisan ini menunjukkan sebuah ruangan di atas kapal penelitian Antartika Discovery, tempat tanaman pertama ditanam menggunakan tanah dari Antartika. Arsip Hulton/Stringer melalui Getty Images
Menanam tanaman di Antartika
Upaya paling awal untuk menanam tanaman di Antartika terutama difokuskan pada penyediaan nutrisi bagi para penjelajah.
Pada tahun 1902, dokter dan ahli botani Inggris Reginald Koettlitz adalah orang pertama yang menanam makanan di tanah Antartika. Dia mengumpulkan beberapa tanah dari McMurdo Sound dan menggunakannya untuk menanam mustard dan selada di dalam kotak di bawah jendela atap di atas kapal ekspedisi. Tanaman itu segera bermanfaat bagi ekspedisi. Koettlitz menghasilkan cukup banyak sehingga selama wabah penyakit kudis, seluruh kru memakan sayuran untuk membantu mencegah gejala mereka. Eksperimen awal ini menunjukkan bahwa tanah Antartika bisa menjadi produktif, dan juga menunjukkan manfaat nutrisi dari makanan segar selama ekspedisi kutub.
Upaya awal untuk menanam tanaman secara langsung di lanskap Antartika kurang berhasil. Pada tahun 1904, ahli botani Skotlandia Robert Rudmose-Brown mengirimkan benih dari 22 tanaman Arktik yang tahan dingin ke Pulau Laurie yang kecil dan dingin untuk melihat apakah mereka akan tumbuh. Semua benih gagal bertunas, yang oleh Rudmose-Brown dikaitkan dengan kondisi lingkungan dan tidak adanya ahli biologi untuk membantu mendorong pertumbuhannya.
Ada lebih banyak upaya untuk memperkenalkan tanaman non-asli ke lanskap Antartika, tetapi umumnya mereka tidak bertahan lama. Sementara tanah itu sendiri dapat mendukung beberapa kehidupan tanaman, lingkungan yang keras tidak ramah untuk budidaya tanaman.
Satu-satunya cara untuk berhasil menanam makanan di lingkungan dingin Antartika adalah di dalam rumah kaca, seperti yang ada di Stasiun McMurdo ini. Eli Duke/Flickr, CC BY-SA
Teknik modern dan manfaat emosional
Pada 1940-an, banyak negara mulai mendirikan stasiun penelitian jangka panjang di Antartika. Karena tidak mungkin menanam tanaman di luar, beberapa orang yang tinggal di stasiun ini membangun rumah kaca untuk menyediakan makanan dan kesejahteraan emosional. Namun mereka segera menyadari bahwa kualitas tanah Antartika terlalu buruk untuk sebagian besar tanaman selain sawi dan selada, dan biasanya kehilangan kesuburannya setelah satu atau dua tahun. Mulai tahun 1960-an, orang mulai beralih ke metode hidroponik tanpa tanah, sebuah sistem di mana Anda menanam tanaman dengan akarnya direndam dalam air yang ditingkatkan secara kimiawi di bawah kombinasi cahaya buatan dan alami.
Sistem hidroponik menanam tanaman tanpa membutuhkan tanah. Eli Duke/Flickr, CC BY-SA
Dengan menggunakan teknik hidroponik di rumah kaca, fasilitas produksi tanaman tidak menggunakan lingkungan Antartika untuk bercocok tanam sama sekali. Sebaliknya, orang-orang menciptakan kondisi buatan.
Pada tahun 2015 setidaknya ada 43 fasilitas berbeda di Antartika tempat para peneliti menanam tanaman pada suatu waktu. Meskipun fasilitas ini berguna untuk eksperimen ilmiah, banyak penduduk Antartika yang senang bisa makan sayuran segar di musim dingin dan menganggap fasilitas ini sebagai anugerah besar bagi kesejahteraan psikologis mereka. Seperti yang dikatakan seorang peneliti, mereka “hangat, cerah, dan penuh dengan kehidupan hijau—lingkungan yang terlewatkan selama musim dingin Antartika”.
Di Stasiun Kutub Selatan Amundsen-Scott, para peneliti telah menjalankan eksperimen yang dirancang untuk meniru kondisi pertumbuhan di luar angkasa sejak 2004. Daniel Leussler/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Antartika sebagai analog ruang
Ketika pendudukan manusia permanen di Antartika tumbuh hingga pertengahan abad ke-20, umat manusia juga mulai mendorongnya ke luar angkasa—dan khususnya, ke bulan. Mulai tahun 1960-an, para ilmuwan yang bekerja untuk organisasi seperti NASA mulai memikirkan Antartika yang bermusuhan, ekstrem, dan asing sebagai analog yang nyaman untuk eksplorasi ruang angkasa, tempat negara-negara dapat menguji teknologi dan protokol ruang angkasa, termasuk produksi tanaman. Ketertarikan itu berlanjut hingga akhir abad ke-20, tetapi baru pada tahun 2000-an ruang angkasa menjadi tujuan utama beberapa penelitian pertanian Antartika.
Pada tahun 2004, National Science Foundation dan Pusat Pertanian Lingkungan Terkendali Universitas Arizona bekerja sama untuk membangun Kamar Pertumbuhan Makanan Kutub Selatan. Proyek ini dirancang untuk menguji gagasan pertanian dengan lingkungan terkendali—suatu cara untuk memaksimalkan pertumbuhan tanaman sambil meminimalkan penggunaan sumber daya. Menurut arsiteknya, fasilitas tersebut sangat mirip dengan kondisi pangkalan di Bulan dan memberikan “analog di Bumi untuk beberapa masalah yang akan muncul ketika produksi makanan dipindahkan ke tempat tinggal luar angkasa.” Fasilitas ini terus menyediakan makanan tambahan bagi Stasiun Kutub Selatan.
Sejak membangun Kamar Pertumbuhan Makanan Kutub Selatan, University of Arizona telah bekerja sama dengan NASA untuk membangun Prototipe Rumah Kaca Lunar serupa.
Stasiun Luar Angkasa Internasional adalah rumah bagi kebun sayur kecil yang memasok sejumlah kecil makanan untuk kru. NASA
Menanam tanaman di luar angkasa
Ketika orang-orang mulai menghabiskan waktu lebih lama di luar angkasa menjelang akhir abad ke-20, para astronot mulai memanfaatkan pelajaran dari satu abad menanam tanaman di Antartika.
Pada tahun 2014, astronot NASA memasang Sistem Produksi Sayuran di Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk mempelajari pertumbuhan tanaman dalam gayaberat mikro. Tahun berikutnya, mereka memanen sedikit selada, beberapa di antaranya kemudian mereka makan dengan cuka balsamic. Seperti yang telah diperdebatkan oleh para ilmuwan Antartika selama bertahun-tahun, NASA menegaskan bahwa nilai gizi dan psikologis dari produk segar adalah "solusi untuk tantangan misi jangka panjang ke luar angkasa".
EDEN ISS adalah eksperimen terbaru yang dirancang untuk meniru fasilitas produksi makanan di Bulan dan dapat berhasil memberi makan enam orang kru. DLR German Aerospace Center/Flickr, CC BY
Penelitian Antartika memainkan peran penting untuk ruang hingga hari ini. Pada tahun 2018, Jerman meluncurkan proyek di Antartika bernama EDEN ISS yang berfokus pada teknologi budidaya tanaman dan aplikasinya di luar angkasa dalam sistem semi tertutup. Tanaman tumbuh di udara, saat tuan menyemprotkan air yang ditingkatkan secara kimia ke akarnya. Pada tahun pertama, EDEN ISS mampu menghasilkan cukup sayuran segar untuk memenuhi sepertiga dari makanan untuk enam orang kru.
Sama seperti dalam sejarah Antartika, pertanyaan tentang bagaimana menanam tanaman adalah inti dari setiap diskusi tentang kemungkinan pemukiman manusia di Bulan atau Mars. Orang-orang akhirnya meninggalkan upaya untuk mengolah lanskap Antartika yang keras untuk produksi makanan dan beralih ke teknologi dan lingkungan buatan untuk melakukannya. Tetapi setelah lebih dari satu abad berlatih dan menggunakan teknik paling modern, makanan yang ditanam di Antartika tidak pernah mampu menghidupi banyak orang untuk waktu yang lama. Sebelum mengirim orang ke bulan atau Mars, sebaiknya buktikan dulu bahwa pemukiman dapat bertahan sendiri di tengah dataran selatan Bumi yang membeku.
Daniella McCahey adalah profesor sejarah di Texas Tech University. Penelitiannya mencoba menghubungkan benua, laut, dan atmosfer Antartika dengan tema-tema dalam sejarah dunia modern.
