作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2022/11/30 9:18:54
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上月球种植物,太空花园离我们有多远?

 

美国国家航空航天局(NASA)官员表示,到2030年,人类有望在月球上生活和工作。

外媒评价称,人类重返月球的脚步越来越近,载人登月也备受关注。除了载人登月所需的关键技术,宇航员的健康和安全仍然是重中之重。宇航员到了月球上怎么生活?如何拥有源源不断的新鲜食物来源?这将是各国空间机构和国际组织将要共同探究的问题。

拥有生机勃勃的太空花园有多难?

科幻迷可能还记得安迪·威尔的小说《火星救援》中的主人公马克·沃特尼的艰苦经历,当他独自一人被困在火星上时,他尝试着种植土豆。我们也记得电影《独行月球》中,维修工独孤月意外一个人留在了月球。而如果人类要在地球之外有持久的生存基础,那么在太空中种植植物是绝对必要的。

此前,宇航员已经成功吃到了在国际空间站种植的太空萝卜、辣椒和生菜,但是,要打造一个生机勃勃的太空花园,还存在许多挑战。

太空环境富含二氧化碳,缺乏土壤微生物,重力发生改变,暴露在强辐射下,并且有高盐度液态水体。为了让植物在太空中茁壮成长,为人类提供全面均衡的营养,它们需要被重新设计。

相比冻干和预制食品,可再生的新鲜食物来源是改善宇航员健康的“良方”,它们可提供必要的维生素和矿物质,并增加饭菜的品种和味道,能够避免宇航员出现“食物疲劳”、营养不良和体重下降。

目前,太空植物生长在封闭的人造环境里,那里有低能量的LED灯、多孔的黏土“土壤”,可向根部供应水、养分和氧气;高科技传感器和摄像头可监测植物的健康。然而,植物还没有进化出在这种环境里生长的能力,还无法作好迎接光、温度等变化的准备,这限制了植物全部的生长潜力。

因此,科学家将从植物遗传学方面进行调整,以生产生长更快的“可摘可食”的粮食作物,如西红柿、胡萝卜、菠菜和草莓,使它们在封闭、受控的环境中发挥最大潜力。

澳大利亚:2025年到月球种植物

澳大利亚将最早于2025年在月球上种植植物。澳大利亚月球园艺发展实验(ALEPH-1)旨在研究植物是否不仅能忍受严酷的月球表面,还能茁壮成长。

送往月球的植物类型将根据它们发芽的速度和对太空中经历的极端温度波动的耐受性进行精心挑选。

研究人员正在考虑的植物之一是一种澳大利亚本土“复活草”,它可以忍受恶劣的条件,在没有任何水的情况下以休眠状态存活数月。

植物种子和“复活草”将被运送到以色列“创世纪2”航天器上的一个特别设计的舱内。该室将包含传感器、照相机和水。在登陆月球表面后,植物的生长和总体健康状况将被监测72小时,数据和图像将传回地球。

日本:各公司为月球市场做准备

一些日本风险投资公司也在为载人登月的潜在市场做准备。

总部位于东京的日本太空企业咨询公司DigitalBlast开发了一种人工为植物产生重力的设备。

该设备名为“Amaz”,直径20厘米,宽40厘米,重量5公斤,它可以在太空中产生与地球或月球上相同的重力。

航天员可以将植物放在三个胶囊中,机器旋转这些胶囊产生重力。航天员可以改变每个胶囊的自转速度,每分钟超过100圈就会产生与地球相同的重力,少于50圈的重力则与月球相当,而不旋转则为零重力。

该公司计划2024年在国际空间站安装并运行该设备。

此外,今年2月,日本风险投资公司Towing与建筑公司大林组株式会社合作,成功地利用月球上发现的沙子种植了小松菜。

Towing正利用技术将月球上的沙子加热并转化为具有许多小凸起和凹痕的材料,可以为微生物提供栖息地。然后,通过添加微生物和人类排泄物,将材料变成土壤。

美国:矮番茄种子将送往空间站

NASA与马斯克旗下的太空探索公司SpaceX于11月26日联合执行第26次商业货运飞船发射任务,向国际空间站运送了大量物资、一对新的太阳能电池阵列、矮番茄种子和一系列科学实验。

据NASA官网介绍,货运龙飞船将进行两项重要的空间生物学研究和一项物理科学研究,这将进一步了解宇航员如何在深空环境中生存和发展。

其中一项实验是研究矮番茄种子的生长,种子将在两种不同的光线处理下生长,以测量光线对果实的影响,以及营养价值和味道。作为对照实验,这种番茄种子也将在地球上进行种植,用于衡量零重力环境对其生长的影响。

太空番茄将种植在被称为植物枕的小袋子里,这些袋子安装在空间站的蔬菜生产系统(称为蔬菜生长室)中。宇航员会在植物生长时经常浇水和培育它们,并为花朵授粉。

今年早些时候,美国科学家首次使用NASA“阿波罗”登月计划期间收集的月球土壤,成功地种植出了拟南芥。

探索太空已经带来了成千上万的创新。可以预期,随着载人登月努力的继续,人类成就的新领域即将到来,人们很快不仅限于惊叹地仰望着夜空,还能将脚步踏向大气层以外的目的地,并在那里播下全新生活方式的种子。

 
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