Medan andra har fulländat surdegsstarter eller vispat ihop chokladkakor under pandemin, NASA-forskaren Max Coleman har slitit i sitt kök över behållare med rädisor – allt i vetenskapens namn.

Varför rädisor?

"De har använts tidigare i rymden, och de gror väldigt, väldigt snabbt, säger Coleman.

Tidigare, andra forskare hade skickat rädisor till den internationella rymdstationen, och nu, Coleman och hans kollegor hoppas kunna hjälpa astronauterna att så småningom odla sin egen mat på månens yta.

Teamet på 13 försöker simulera — fysiskt och kemiskt — månens ytjord, eller regolit, här på jorden, inklusive sådana detaljer som hur snabbt vatten absorberas mellan månens jordkorn, hur stora partiklarna är, och vilka proportioner av mineraler som är idealiska.

Videomöten Plantera fröet

Coleman och teamet tillbringade över ett år med sin forskning vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och var på väg att starta praktiska tester av sensorer som så småningom kan användas på månen. Obligatoriskt distansarbete som svar på coronaviruset avbröt dessa planer.

Sedan, en dag i april under ett videoteammöte hemifrån, en idé grodde i Colemans huvud för ett hemlagat rädisslabb. De diskuterade hur de kunde hypotetiskt, prova att odla några rädisor utan näringsämnen och några med en liten mängd näringsämnen.

"Låt oss inte teoretisera om det här; varför gör vi det inte bara!" var Colemans stridsrop. Och innan det virtuella mötet hade avslutats, han hade köpt ett parti rädisafrön på nätet för att levereras hem till honom. Ett efterföljande videomöte föranledde ytterligare ett impulsköp. "Videochatt stimulerar mig tydligt, " Coleman skämtar. Den här gången, det var ökensand, som ofta säljs för att användas som ett översta lager för att få krukväxter inomhus att se vackra ut.

Beväpnad med rädisafröna och ökensanden, Coleman var redo för seriösa affärer.

"Vi försöker visa att astronauter kan använda trädgårdsodling för att odla sin egen mat på månen, " förklarar han. "Vi vill ta ett litet steg i den riktningen, för att visa att månjorden innehåller saker som kan utvinnas ur den som näringsämnen för växter. Detta inkluderar att få rätt kemiska element för att låta växter göra klorofyll och växa cellväggar."

Eftersom månen alltid är vänd mot jorden när den kretsar runt vår planet varje månad, den vänder sig i princip på sin axel en gång i månaden. Månens tidslinje (en måndag motsvarar 28 jorddagar, 14 dagars dagsljus) gör snabbgroende rädisor till ett bra val för relativt snabba experimentresultat. Det kommer att vara möjligt att slutföra experimentet på en måndag, börjar strax efter gryningen.

Forskning i hemköket

Coleman startade sitt första rädisaexperiment genom att skära pappershanddukar i små rutor, lägga till vatten, stoppa dem i en behållare, stoppa sedan in tre rädisafrön på ett djup av en halv tum. Bara en grodde — tydligen den som på något sätt fick tillräckligt med syre för att gro. När sanden väl kom, Coleman lämnade pappershanddukarna och började använda den i en delibehållare med fyra fack.

Han lade varierande mängder vatten i de fyra sektionerna. Resultatet:Rädisor i sektionen med minst vatten grodde först och bäst, vilket var intressant eftersom han säger, "vi vill se hur lite vatten vi kan komma undan med." Coleman tillägger, "Detta hade omedelbart en inverkan på hur vi skulle göra experimentet med vatten och månjord om vi får det till månen." Han anser att detta är ett exempel på serendipity inom forskning.

Coleman plundrade också köket efter ätpinnar för att göra hål i jordytan för varje frö. Och vid ett tillfälle, han lade till köksbänks-"elektroder" för att mäta fuktnivåer och spåra avdunstning i ökensanden:han vek aluminiumfolie fyra eller fem gånger för att göra en remsa, använde sedan sin batteritestare för att mäta elektriskt motstånd från vattnet.

Teamets forskning är inriktad på biologiskt resursutnyttjande på plats – att ta itu med sådana utmaningar som var man kan få mat i motsats till hur man får vatten och syre. Coleman förklarar att för framtida astronauter, "ju mer du kan använda det som redan finns där, desto effektivare kan du vara eftersom du inte behöver bära så mycket med dig." Deras specifika arbete är att utveckla en liten nyttolast på en kommersiell rymdfarkost som går till månen, som, om valt, skulle levereras till månens yta genom initiativet NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS). Teamet planerade att utveckla experimentet som en lämplig nyttolast för en CLPS-rymdfarkost vad gäller storlek, massa, effektbehov, och kommunikationsbehov.

Genom att gå till månen, Rädisexperimentet skulle komplettera växtföregångare som testats under mikrogravitationsförhållanden på rymdstationen. Till exempel, det för närvarande flygande grönsaksproduktionssystemet, eller Veggie, innehåller växter som växer i speciellt förberedd jord, med målet att så småningom ge mat åt rymdstationsastronauter.

"Vi kan inte testa ordentligt här på jorden med perfekt månjord, men vi gör så mycket vi kan här. Sedan vill vi visa att det faktiskt fungerar på månen, säger Coleman.

Chefsutredare Pamela E. Clark leder JPL:s rädisaforskare, som inkluderar John Elliott, vem startade projektet, och Gerald Voecks, som arbetar med Coleman på mätningar. Tillsammans, de designar det potentiella månexperimentet och en nyttolast som skulle placera månens jord i en kammare, där vatten och luft skulle tillsättas i ett försök att föda upp rädisor. JPL:s Human/Robotic and Emerging Capabilities Office finansierar det pågående arbetet.

Växande unga sinnen

Coleman har dokumenterat experimentet med spirande rädisor med sin smartphone och delat framstegen med sitt 7-åriga barnbarn, Lillibette, i England. Han beställde till och med ett andra köp av rädisafrö åt henne. Hennes svar till sin farfar? "Jag kunde plantera dem och äta rädisor, eller så kan jag plantera dem och göra det du gör."

Coleman säger att om månens nyttolastkoncept skulle flyga en dag, Lillibette och andra barn kanske kan följa uppdraget. Teamet planerar att inkludera en liten, enkel kamera, och göra bilder och annan data tillgänglig så att, som han föreställer sig det, "Jordens barn kan se rädisor växa på månen."