作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2024/1/22 10:58:59
选择字号:
从小行星“取土”建太空农场靠谱吗

 

  ?

“隼鸟2号”带回的“龙宫”小行星的土壤样本。图片来源:日本宇宙航空研究开发机构 

去年12月,在探讨移居月球方法的国际会议上,日本冈山大学特聘教授中村英三提出的月球农场构想备受关注。

《日本经济新闻》在近日的报道中指出,要在太空中建立长期基地,食物不可或缺,太空农场或是一种解决办法。以太空中漂浮的无数小行星上的土壤当“肥料”,在星球上建农场是可能的。

国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光对科技日报记者表示:“利用小行星上可能富含营养的土壤建造太空农场,这是一个很有趣的想法,但面临技术和成本两方面的难题。”

小行星土壤做“肥料”

俗话说,春种一粒粟,秋收万颗子。但并非仅向月球和火星的砂土中撒种,植物就能茁壮成长。杨宇光说:“植物生长离不开水、碳和其他养分等成分。”

中村英三认为,月球砂土比地球土壤所含的水、碳和其他养分要少,植物栽培和生物生存都很困难。美国佛罗里达大学曾进行过测试,在月球砂土中栽培拟南芥,尽管种子发芽了,但过了数周便长势不良。

至于火星,杨宇光介绍说:美国国家航空航天局(NASA)此前称,其火星勘测轨道飞行器在火星土壤中发现了高氯酸盐。而高氯酸盐可谓是“植物杀手”,会降低植物叶片中叶绿素的含量,还会降低植物根系的氧化能力,让植物无法吸收足够的营养。

但小行星上的土壤或可被改良为“肥料”。据日本《朝日新闻》网站报道,2020年“隼鸟2号”探测器将小行星“龙宫”的砂土样品带回地球。分析显示其中氢、碳和有机物的占比高于地球土壤中的占比。中村英三团队利用模拟“龙宫”砂土成分的土壤和水,成功栽培了芝麻菜和水菜。

找出合适的小行星

不同种类的小行星砂土所含成分不同,科学家必须找出能提供“肥料”的小行星,但太空中小行星的数量太多了。NASA的统计数据显示,目前科学家已经发现的小行星约有130万个,其中靠近地球和月球的天体超过3.2万个。随着观测技术的进步,未来会有更多小行星闯入人们的视野。但是,含有像“龙宫”那样土壤成分的、已被详细查明的小行星数量不足20个。

英国《新科学家》杂志的报道指出,已知碳质或“C型”小行星上富含有机化合物。新西兰林肯大学的迈克尔·毛特纳直接用来自“C型”小行星的材料种植出了可食用的植物。毛特纳指出,这些小行星的陨石坠落到地球上,他只是把陨石磨碎,然后加水,种在其中的植物就能生长了。

那么,如何将小行星上的砂土或其他营养物质搬运到月球或者火星上呢?如果只需一些较少数量的砂土,利用“隼鸟2号”和“冥王号”探测器的样品回收技术即可。但如需要大量“肥料”土壤,则可能要“捕捉”整个小行星。

NASA过去曾提出两种“捕星术”:一是在太空船上安装一个直径约15米的“大袋子”,像网兜捕捉蝴蝶那样兜住小行星,将其运送到月球附近。二是派一艘太空船飞到较大小行星旁,利用机器爪从其身上“掐下”一块带走。

面临极大不确定性

要实现太空农场构想,科学家还必须认真调查小行星土壤中的盐分和重金属含量,以及宇宙射线可能带来的影响。

中村英三等人设想,为避免太空辐射的影响,月球农场可设计成封闭空间,也可利用发光二极管等人造光培育植物。而在建造火星农场时,火星大气中富含的二氧化碳可用于植物不可或缺的光合作用。

杨宇光强调,就像在地球上建立南极科考站一样,在月球或火星上建造永久性的科考基地,对于宇宙探索和了解地球本身都至关重要。由于月球或火星基地一般只有少数科考人员,大多数用于培育植物的土壤可从月球或火星原位获取,经过处理后可适合植物栽培。如果能够原位利用资源,那将是最好的选择。

杨宇光进一步表示,尽管有些小行星的土壤中可能富含非常多的营养成分,但在小行星上采集土壤目前仍面临技术和成本两大挑战。例如,“隼鸟2号”耗资1.5亿美元,采集的样品也只有5.4克。而且,如何克服小行星上的微重力,让探测器更好地降落其上也面临极大的挑战。

说起成本,杨宇光说:“即便人类的运载火箭运输成本能够成百倍降低,小行星与月球或火星之间的物资运输依然复杂且昂贵。与从地球直接运送相比,从小行星获取这些组分在成本上是否合算,具有极大的不确定性。”

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
“研0”科研入门需要作哪些准备? 中国科学家首次发现“无摩擦的冰”
冰表面长啥样?原子级分辨图像揭晓答案 北方中纬高频雷达网发布首批科学探测结果
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文