Pertanian Angkasa
Oleh: MOHD. HELMY BIN HASHIM
Pegawai Penyelidik, Agensi Angkasa Malaysia (MYSA)
Pendahuluan
Graviti sentiasa hadir di atas muka bumi ini dalam keadaan yang konsisten dan malar dari segi arah dan nilai magnitudnya. Bagi tumbuh-tumbuhan, graviti adalah isyarat persekitaran yang sangat berguna dalam menentukan arah percambahan dan juga proses biologi. Secara lazimnya bagi sesuatu tanaman, pertumbuhan pucuk adalah dalam arah yang bertentangan dengan tarikan graviti manakala percambahan akar adalah dalam arah yang sama dengan tarikan graviti. Respon atau gerak balas ini dinamakan ‘gravitropism’. Telah dikenalpasti oleh para penyelidik bahawa perubahan relatif arah graviti telah dikesan oleh sejenis sel di dalam tumbuhan yang dipanggil ‘statocytes’ yang merangsang gerak balas tumbuhan. Gerak balas ini membolehkan tumbuh-tumbuhan mengorientasi permukaan daun supaya menghadap ke arah pencahayaan matahari dalam usaha untuk mendapatkan pencahayaan yang optimum. Akar pula terarah untuk mendapatkan sumber air dan bekalan mineral di dalam tanah. Namun, bagaimanakah gerak balas tumbuhan semasa dalam keadaan tarikan graviti yang sangat lemah (mikrograviti) di angkasa lepas?
Bagi tumbuh-tumbuhan, graviti adalah isyarat persekitaran yang sangat berguna dalam menentukan arah percambahan dan juga proses biologi.
Mikrograviti ialah suatu keadaan tanpa berat yang terjadi disebabkan oleh daya tarikan graviti yang sangat lemah (yang menghampiri nilai sifar) atau pun lebih dikenali sebagai graviti sifar. Perkataan ‘mikro’ berasal dari perkataan Greek iaitu ‘mikros’ yang bermaksud sangat kecil. Dalam ukuran metriks, ‘mikro’ adalah bermaksud satu bahagian dalam sejuta (0.000001). Keadaan ini boleh digambarkan apabila angkasawan bersama-sama objek terapung-apung semasa di dalam kapal angkasa mereka. Para saintis menggunakan peluang mikrograviti ini untuk melaksanakan pelbagai ujikaji dan eksperimen yang tidak boleh dilakukan dengan kehadiran graviti.
Malaysia dalam Penyelidikan Pertanian di Angkasa Lepas
Negara telah mendapat tawaran dari Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) dalam menjalankan kerjasama penyelidikan sains mikrograviti di Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS). Pada tahun 2011, Malaysia menerusi Agensi Angkasa Negara (ANGKASA), Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi (MOSTI) dengan kerjasama Institut Kemajuan dan Penyelidikan Pertanian Malaysia (MARDI), Kementerian Pertanian dan Industri Asas Tani (MOA) dan Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM) telah menghantar biji benih cili tempatan MC11 untuk didedahkan selama 5 bulan persekitaran mikrograviti dalam modul angkasa milik Jepun (Kibo) di ISS di bawah Program Malaysian Space Seeds 2010 (MASS2010). Biji benih cili MC11 yang telah didedahkan dalam persekitaran mikrograviti ini telah dibawa kembali ke Bumi sebelum ditanam dan dicambahkan. Hasil kajian R&D bersama MARDI dan JAXA menyatakan tiada kesan yang siginifikan terhadap bercambahan biji benih yang telah didedahkan dalam suasana mikrograviti dan di bumi. Sebanyak 100 buah sekolah di seluruh Malaysia juga telah mengambil bahagian dalam memerhati kesan mikrograviti ke atas percambahan benih pokok cili tempatan MC11 tersebut.
Pada Ogos 2013, Malaysia menerusi ANGKASA telah sekali lagi bekerjasama dengan pihak JAXA dalam penyelidikan pertanian di angkasa dengan menghantar biji benih kacang merah untuk memerhati kesan mikrograviti terhadap percambahan kacang merah tersebut secara terus selama 7 hari di Kibo, ISS. Aktiviti ini juga telah dijalankan secara kerjasama dengan MARDI, KPM dan National Seeds Asscociation of Malaysia (NSAM) di peringkat tempatan di bawah program Malaysia Space Seeds 2013 (MASS2013). Data-data percambahan telah dibandingkan dengan percambahannya ketika di bumi. Hasil kajian saintifik terhadap percambahan biji benih kacang merah dalam suasana mikrograviti di angkasa menunjukkan terdapat beberapa perubahan strukur morphologi berbanding percambahannya di bumi terutama dari segi orientasi arah pemanjangan batang dan akar. Data percambahan ini juga telah dapat dikongsi dan dimanfaatkan oleh 79 buah sekolah di seluruh Malaysia dalam usaha pendedahan dan galakan sains di peringkat sekolah.
Malaysia dalam Penyelidikan Pertanian Angkasa secara Ground Based
ANGKASA dan MARDI juga sedang menjalankan projek penyelidikan pertanian angkasa secara perintis menerusi penggunaan peralatan simulasi mikrograviti yang dipanggil ‘klinostat’. Projek penyelidikan Studies on the Effects of Microgravity Simulation Environment on Selected Malaysian Rice ini telah bermula pada tahun 2012 dan akan tamat pada tahun 2015 bertujuan untuk mengkaji tahap kerintangan penyakit benih padi setelah melalui kesan simulasi mikrograviti sebelum kajian lanjutan dijalankan dalam persekitaran sebenar mikrograviti di angkasa lepas (ISS). Antara kemungkinan dapatan daripada siri penyelidikan pertanian angkasa ini ialah pengesahan kesan mikrograviti terhadap kualiti, pembesaran tumbuhan dan daya ketahanannya terhadap penyakit serta memantau sebarang perubahan genetik yang berkait rapat dengan struktur ultra sel dan daya bagi biji benih dan tumbuhan.
Malaysia juga telah mencapai satu kejayaan dalam bidang penyelidikan pertanian mikrograviti apabila MARDI dan ANGKASA telah berjaya membida masing-masing sebuah klinostat yang diperoleh secara percuma melalui penyertaan ‘Zero-Gravity Instrument Project (ZGIP)’ anjuran Pejabat Hal Ehwal Angkasa Lepas Persatuan Bangsa-bangsa Bersatu (UNOOSA) pada tahun 2013. Program ZGIP ini adalah salah satu program di bawah kerangka Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB) dalam usaha memperkasakan bidang penyelidikan pertanian mikrograviti secara ground based di kalangan negara anggota. Setiap pembida dari seluruh dunia harus menghantar kertas cadangan aktviti yang berupa penyelidikan dan pendidikan aplikasi klinostat ke UNOOOSA. Malaysia telah berjaya menjadi saingan kompetetif di kalangan 193 negara ahli PBB dari seluruh dunia untuk memperoleh 2 daripada hanya 20 klinostat yang ditawarkan. Hal ini telah menampakkan kematangan negara dalam bidang penyelidikan pertanian mikrograviti apabila dapat menyediakan kertas cadangan dan idea yang memenuhi standard antarabangsa.
Penyusunan program angkasa yang lebih komprehensif akan diteruskan dan direalisasi supaya ianya terus berkembang untuk dimanfaatkan oleh para penyelidik dalam memperkasa bidang penyelidikan dan pendidikan pertanian angkasa di Malaysia.
