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国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）は、㈱竹中工務店、キリンホールディングス㈱、千葉大学、東京理科大学とともに、将来の月探査等での長期宇宙滞在時での食料生産に向けた技術実証を目的として、世界初となる宇宙での袋型培養槽技術の実証実験を、国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）「きぼう」日本実験棟内で実施した。
地球からの補給に頼らない天体活動
ここ数年、月や火星などの天体へ人類の活動領域の拡大を目指す機運が高まっている。このための技術の一つとして、ＪＡＸＡは、地球からの補給に頼らず、月面に農場を設営し長期滞在のための食料を生産するという構想を立てて研究を行っている。
将来的に月面に農場を設置することになれば、作物を安定して生産するために病害虫防止と緊急時食料のバックアップの対応が必要となる。また、地球からの輸送にあたっては栽培システムの積載重量低減も求められる。
そこで、ＪＡＸＡ等は、ＪＡＸＡ宇宙探査イノベーションハブの共同研究提案公募の枠組みの下、２０１７年から宇宙での適用も想定した袋型培養槽技術の共同研究を行ってきた。袋型培養槽技術は、小型の袋の内部で植物を増殖させる点が特長。この技術を用いた栽培方式は、密閉した袋内で植物を栽培するため、雑菌の混入を防ぎ、臭気発生がないコンパクトなシステムとなる。
また、設備も簡易でメンテナンスしやすく、省エネルギー性があり、人数に合わせた数量調整も容易。これまでの共同研究の結果を踏まえ、さらに宇宙空間の微小重力環境下や閉鎖環境下でのこの栽培方式の有効性や、水耕栽培や土耕栽培と比較した際の優位性を確認するため、「きぼう」船内での袋型培養槽技術によるレタス生育の実証実験を実施した。
再利用処理の可能性も確認へ
今回の実験では１０月１３日までの４８日間、期間中に培養液の供給と空気交換を行い、生育の促進を図った。９月10日にはレタスの本葉を確認し、その後も順調な生育を続け、収穫に至った。
実証実験用に開発した栽培装置は、打ち上げ時の積載重量低減のため、大きさ（幅４４㎝×奥行３５㎝×高さ２０㎝）と重量（５㎏）を抑えながらも、３袋の栽培が可能。内部にはＩＳＳの飲料水から培養液を作成し、無菌化して各培養袋へ供給できる給液システムと生育状況を定期的に自動撮影できるシステムを備えている。
今後は、生育したレタスと培養液、生育の様子を撮影した記録を回収し、宇宙での適用可能性や本栽培方式の優位性を評価する。また、育ったレタスに食品衛生上の問題がないかの確認や、栽培後の培養液を分析し環境制御・生命維持システムで再利用処理が可能かについての確認も実施する予定。
将来的には、この袋型培養槽技術を用いることで、一度に大量の葉菜類の栽培だけでなく、ウイルスフリーな苗の育成にもつながるなど、惑星探査時の長期の宇宙船内滞在時や滞在施設での大規模栽培への活用が期待される。ＪＡＸＡでは、袋型培養槽技術が持続的な宇宙活動へ貢献するよう、今後も研究を進める方針だ。
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