Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

The effects of suborbital space flight on plant germplasm in Kavus bio capsule

Document Type : Original Research Paper

Author
Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran
Abstract
The development of commercial suborbital spacecraft in the world in recent years has provided an opportunity to understand the effects of short-term space flight factors on the biology of living organisms. Plants are an important element of life support systems in space exploration, as they provide essential components for long-term human survival outside of Earth. Their seeds, as plant genetic reserves or germplasm, have been among the most important biological payloads to be transferred to space since the past. This study aimed to investigate the effects of a suborbital flight (Kavus biocapsule) on the germination indices of tomato seeds and the growth indices (epicotyl and radicle length) of plants grown from them. The height of the capsule launch was 133 km and the total duration of the launch was 900 seconds. The launch speed and acceleration were 1657.97 meters per second and 64 meters per square second, respectively. The duration of microgravity and hypergravity applied to biological samples in this launch was 245 and 68 seconds, respectively. The range of temperature fluctuations was between -84.5 and +264.48 degrees Celsius. After the launch and successful recovery of the biological payload, the seed germination and seedling growth indices were compared between the launch and ground control groups. Spaceflight stimulated the initial growth of seeds and positively affected the growth indices of tomato seedlings in the launch group compared to the ground control group. To our knowledge, data regarding the ultrafast response of plants to short-term spaceflight conditions is very limited. This report can provide new insights regarding the importance of studying the effects of short-term space flights on biological systems, especially plants.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

اثرات پرواز فضایی زیرمداری بر ژرم پلاسم گیاهی در کپسول زیستی کاووس

Author Persian

فاطمه موسوی
استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
Abstract Persian

توسعه فضاپیماهای تجاری زیرمداری در دنیا در سال های اخیر، فرصتی را برای درک اثرات عوامل پرواز فضایی کوتاه مدت بر بیولوژی موجودات زنده فراهم آورده است. گیاهان یک عنصر مهم سیستم های پشتیبانی از حیات در اکتشافات فضایی هستند، زیرا آنها اجزای ضروری برای بقای طولانی مدت انسان در خارج از زمین را فراهم می کنند. بذر آن ها به عنوان ذخائر ژنتیکی گیاه یا ژرم پلاسم از جمله مهمترین محموله های زیستی برای انتقال به فضا از گذشته تاکنون بوده است. هدف از انجام مطالعه حاضر، بررسی اثرات یک پرواز زیرمداری (کپسول زیستی کاووس) بر شاخص های جوانه زنی بذرهای گوجه فرنگی و شاخص های رشدی (طول ساقه چه و ریشه چه) گیاهان رویش یافته از آن ها بود. ارتفاع پرتاب کپسول 133 کیلومتر و طول مدت زمان کل پرتاب، 900 ثانیه بود. سرعت و شتاب پرتاب به ترتیب 97/1657 متر بر ثانیه و 64 متر بر مجذور ثانیه بود. مدت زمان میکروگراویتی و هایپرگراویتی اعمال شده بر نمونه های زیستی در این پرتاب به ترتیب 245 و 68 ثانیه بود. محدوده نوسانات دمایی بین 5/84- تا 48/264+ درجه سانتی گراد بود. پس از پرتاب و بازیابی موفقیت آمیز محموله زیستی، شاخص جوانه زنی بذر و شاخص های رشدی گیاهچه ها بین گروه های پرتاب و کنترل زمینی مقایسه شد. پرواز فضایی موجب تحریک رشد اولیه بذرها شد و تاثیرات مثبتی در رابطه با شاخص های رشدی گیاهچه های گوجه فرنگی گروه پرتاب در مقایسه با گروه کنترل زمینی داشت. با دانش ما، اطلاعات در رابطه با پاسخ فوق سریع گیاهان به شرایط پروازهای فضایی کوتاه مدت بسیار محدود است. این گزارش می تواند بینش های جدیدی را در رابطه با اهمیت بررسی اثرات پروازهای فضایی کوتاه مدت بر سیستم های زیستی و به طور ویژه گیاهان، ارائه دهد.

Keywords Persian

' بذر '
' پرواز زیرمداری '
' پرتاب '
' کپسول زیستی '
' شاخص جوانه زنی '
Volume 18, Issue 1
2025
Pages 92-100

  • Receive Date 29 September 2024
  • Revise Date 16 October 2024
  • Accept Date 27 October 2024
  • First Publish Date 11 November 2024