عسل در فضا و زنبورهای فضانورد

اولین سفر زنبورهای عسل به فضا

اگرچه مأموریت‌های فضایی دیگری وجود داشته  که شامل زنبورهای نجار  carpenter bees  (2003) و زنبورهای برش‌دهنده برگ leafcutter bees (2018) بوده‌اند، اما زنبور عسل اولین زنبوری بود که به فضا فرستاده شد، هرچند سفر نخستین آنها نتوانست به عنوان یک موفقیت بزرگ تلقی شود.

اولین مأموریت فضایی زنبورهای عسل (STS-3) در فضاپیمای کلمبیا در تاریخ 22 تا 30 مارس 1982 برگزار شد. در این مأموریت زنبورها بخشی از برنامه مشارکت دانش‌آموزان فضاپیما (SSIP) بود که به تفاهم میان انجمن معلمان علوم ملی (NSTA) و NASA توسط آنها حمایت می‌شد.

این برنامه به دانش‌آموزان دبیرستان‌های ایالات متحده فرصت می‌داد تا آزمایشاتی را برای اجرا در مأموریت‌های فضایی پیشنهاد دهند. زنبورها برای این مطالعه توسط مزرعه زنبورهای کاپلین در آرکادیا، تگزاس، تامین شدند. نتایج این مطالعه در یک گزارش به نام “مشاهده پرواز حشرات در شرایط تراکم صفر” نوشته تاد نلسون و جیمز پترسون منتشر شد.

اهمیت تغذیه زنبورها در فضا

تغذیه در طول مأموریت فضایی به عنوان یک عامل بسیار حیاتی شناخته شد. غذا دهنده‌هایی که در طول مأموریت فضایی استفاده شدند، از لوله‌های تفلون با مواد جذب‌کننده درونی آغشته به محلول شکر تشکیل شده بودند. محققین  معتقد بودند که این نوع غذا دهنده، که باید برای هر سه نوع حشره ارسالی به فضا مورد استفاده قرار می‌گرفت، احتمالاً برای زنبورهای عسل کاربردی نبوده است، زیرا همه‌ی چهارده زنبوری که در ارتفاعات با اوربیتر سفر کرده بودند، در جعبه پرواز خود فوت کردند.

گزارش نهایی اظهار کرد: “چهارده زنبور موجود در STS-3 تنها بر روی سطوح توری درون جعبه پرواز قدم می‌زدند. به نظر می‌رسید که قادر به چسبیدن به سطوح پلاستیک صاف نبودند. تلاش‌های کوتاهی برای پرواز منجر به مسیرهای ناپایدار، چرخش حول محور بدنشان و شناوری با بال زدن کم یا بدون بال زدن بود.

شناوری به مدت طولانی مشاهده شد و به نظر می‌رسید که از ناتوانی در چسبیدن به سطح صاف ناشی می‌شود. علاوه بر این، ممکن است تامین تغذیه فراهم شده برای زنبورها کافی نبوده باشد و این ممکن است منجر به خستگی و کنترل نامناسب در پرواز شود و منجر به شناوری در شرایط بدون گرانش شود.

نتایج تحقیق

مقاله به طور مشخص می‌فرماید: “مقایسه واکنش‌های پرواز در شرایط صفر گرانش سه گونه حشرات نشان می‌دهد که مگس‌ها بیشترین توانایی را در کنترل پرواز و جهت‌دهی بدنی داشتند. کرم‌های کاترپیلار کاهو به نظر می‌آمد که کمی در کنترل پرواز و جهت‌دهی بدنی نسبت به مگس‌ها ضعیف‌تر بودند. زنبورها به نظر می‌آمد که قادر به کنترل پرواز خود در شرایط صفر گرانش نبوده و به طور عمده در داخل جعبه پرواز به صورت تصادفی شنا می‌کردند.”

پس از اتمام مأموریت فضایی، دکتر شیم شیمانوکی از آزمایشگاه زیست‌محیطی کنهایی دولتی آمریکا (USDA) در بلتسویل، مریلند، چهار زنبور را (دو تا از جعبه صفر گرانش و دو تا از جعبه یک گرانش) که توسط آقای مل کوپلین برای او فرستاده شده بودند، مورد بررسی قرار داد. شیمانوکی متوجه شد که زنبورهای موجود در جعبه صفر گرانش از هر گونه بیماری شناخته شده زنبوری خالی بودند. او همچنین متوجه شد که محلول قند مورد استفاده برای تغذیه حشرات برای نگه‌داری زنبورها در طی دوره نه روزه بیش از حد ضعیف بوده است.

موفقیت مأموریت فضایی زنبورهای عسل

در سال 1984، ناسا باز هم زنبورهای عسل را با فضاپیمای دیسکاوری (Discovery) به سفر فرستاد،. این ماماریت برای  بررسی تخمگذاری ملکه زنبور عسل بود

مطابق با علاقه NASA به کلمات مخفف، زنبورها در یک ماژول حفاظتی زنبور (BEE) آلومینیومی نگه داشته می‌شدند که با یک سقف لکسان (Lexan) برای تسهیل بازرسی‌های بصری و عکاسی ساخته شده بود. این ماژول BEE شامل “یک لگن تغذیه، سه قاب چوبی شان عسل، یک اتاق پرواز کوچک، یک سوراخ تهویه، یک پنجره‌ی باد و دو سنسور دما” بود. ماژول BEE همچنین شامل یک سیستم فیلتراسیون بود تا به مشکلاتی که ممکن بوده باشد که زنبورهای مرده و مواد زاید ناشی از زنبور که ممکن بود خطراتی برای خدمه انسانی ایجاد کنند، پاسخ دهد.

از آنجایی که تنها حشراتی که در طی مأموریت در ماژول BEE حضور داشتند زنبورهای عسل بودند، تغذیه‌کننده به گونه‌ای طراحی شد که به نیازهای زنبورها توجه کرده باشد. از آنجایی در جاذبه‌ی بسیار کم فضا، مایعات، به قطرات مجزا تبدیل می‌شد و آن قطرات برای زنبورها تقریباً بی‌فایده و  برای خدمه مضر بود؛ تغذیه‌کننده در ماژول BEE با مخلوطی از شیره قند استاندارد با آگار پر شد، که باعث ایجاد یک خاصیت نیمه‌جامد در تغذیه شد.

مشاهدات این آزمایش

خدمه‌ی پرواز در طی مأموریت چهار نوبت زنبورهای مداری را مشاهده کردند:

• 6 آوریل (9 ساعت پس از پرتاب) – زنبورها پس از پرتاب به زندگی باقی ماندند.
• 9 آوریل – ضبط و مشاهده ویدیویی از زنبورها و رفتار آنها. برخی از زنبورها تلاش‌های کوتاهی برای پرواز داشتند و با دیواره‌های ماژول برخورد می‌کردند.
• 11 آوریل – ضبط ویدیویی اضافی از زنبورها و رفتار آنها.
• 13 آوریل – مشاهدات نهایی تصویری. الگوهای پرواز نشان داد که زنبورها به طور کامل به میکروگرانش تطابق یافته‌اند.

مقاله علمی در مجله آپیدولوژی (1985) درباره این مأموریت اظهار کرد: ” مشاهده شد که زنبورهای کارگر روی مخلوط شیره‌ی قند جمع شده و مستقیماً از آن تغذیه ‌کردند. زنبورها در حالی دیده شدند که بال‌های خود را به صورت گروهی نزدیک به ورودی هوا باز کرده و بال می‌زدند.

 دسته‌های  دیگری از زنبورها از منبع قند به سمت شان عسل حرکت می‌کردند. زنبورهای مرده توسط زنبورهای کارگر دیگر از جمع خارج می‌شدند.”

گزارش پایانی آزمایش

زنبورهای فضایی جان سالم به در بردند و از مجموعاً حدود 3400 زنبور کارگر و ملکه در ماژول BEE، تنها 120 تا از آنها طی مدت پرواز فضایی تلف شدند.