太空種菜自給自足真的要實(shí)現(xiàn)了，此話怎講呢?太空種菜或不再是幻想!下面是小編為大家整理的太空種菜自給自足真的要實(shí)現(xiàn)了此話怎講，歡迎大家的分享收藏喲!

太空種菜自給自足真的要實(shí)現(xiàn)了此話怎講?

近日,神十四乘組航天員蔡旭哲透露,如果只能帶三樣物品上太空,其中一定有種子,而且上次在太空種的蔬菜,已經(jīng)被他們吃掉一棵!

太空種菜或不再是幻想

沒(méi)有自循環(huán)的生產(chǎn)系統(tǒng)，我們無(wú)法在太空中長(zhǎng)期生活。

地球上的花園可能沒(méi)有規(guī)矩，一片雜亂，但在太空里，我們總是需要菜地像狀態(tài)良好的機(jī)器一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。這就是普渡大學(xué)的研究人員正在科學(xué)地用LED 燈的混合光來(lái)產(chǎn)出可口農(nóng)作物的原因。

普渡大學(xué)的園藝教授——加里·米切爾在一項(xiàng)聲明中說(shuō)：“地球上的一切最終都由陽(yáng)光進(jìn)行光合作用”。“我們面臨的問(wèn)題是怎樣在太空中復(fù)制，用有限的能源產(chǎn)生自己的光源，有針對(duì)性的 LED 照明是最佳選擇。”

我們很早就知道，發(fā)光二極管 (Led) 每增加相同照明度使用的電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的高壓鈉燈。但如果我們能弄清楚到底是什么比例的可見(jiàn)光譜能夠使植物愉快的吸收，就可以在理論上進(jìn)一步減少太空花園的耗能。就生菜來(lái)說(shuō)，至少神奇的靈丹妙藥似乎是按95 ：5 的比例在棚頂上放置紅色和藍(lán)色指示燈。米切爾的一項(xiàng)新科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，這種特殊的混合光比使用全覆蓋LED燈節(jié)省50%的能源，比傳統(tǒng)燈泡節(jié)省90%的能源。

當(dāng)談到送人類(lèi)去火星上生活時(shí)，我們要更嚴(yán)肅一點(diǎn)，所以在地球之外種植植物的技術(shù)必須完美。如果我們想在這顆紅色星球建立一個(gè)自我維持的殖民地，或?qū)⒂詈絾T送往更遠(yuǎn)的太空進(jìn)行任務(wù)，我們不僅需要太空花園來(lái)養(yǎng)活定居者，還要?jiǎng)?chuàng)建能夠循環(huán)利用二氧化碳、氧氣和水的獨(dú)立可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)。美國(guó)國(guó)家航空航天局已承認(rèn)這一需要，并在最近的一次研究發(fā)展草案上將“再生食品系統(tǒng)”作為重點(diǎn)。

但在太空上的生活和在地球上的生活一點(diǎn)都不一樣。在那里，我們理所當(dāng)然的視一切為資源，包括陽(yáng)光和空氣，都是非常珍貴且不可再生的。太空農(nóng)民面臨巨大挑戰(zhàn)，例如傳統(tǒng)手段需要使用600-1000瓦的燈泡才能在封閉環(huán)境中模擬陽(yáng)光并刺激植物生長(zhǎng)。傳統(tǒng)照明也會(huì)產(chǎn)生多余的熱量，如果種植者不小心有可能使植物脫水或燒焦。

研究者露西-波利特說(shuō)，“照明在能源需求中大概占 90%，如果使用傳統(tǒng)燈光種植植物，你需要一個(gè)核反應(yīng)堆才能養(yǎng)活四個(gè)人。”

大麻種植者和未來(lái)的太空農(nóng)民都發(fā)現(xiàn)，只發(fā)出可見(jiàn)光的LED燈是最好的選擇。植物扔掉了太陽(yáng)的大部分能量，進(jìn)化使得植物在所有顏色中偏好吸收紅光和藍(lán)光。在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室改造之后研究人員發(fā)現(xiàn)，用少許藍(lán)光和大量紅光喂養(yǎng)的生菜產(chǎn)量最高，削減了十倍能源消耗。

米切爾研究組還有很多工作要做，例如研究在植物的整個(gè)生命周期中如何適時(shí)增減光照。一旦得到最優(yōu)的綠葉蔬菜光照過(guò)程，科學(xué)家們將開(kāi)始研究更多植物要求的光線，如西紅柿和玉米。

現(xiàn)在的宇宙菜單上也許只有真空包裝的食品，但等到你開(kāi)始去往歐羅巴的處女航時(shí)，點(diǎn)一份新鮮的沙拉也許聽(tīng)起來(lái)很尋常。

太空種菜如何實(shí)現(xiàn)?

種菜說(shuō)著簡(jiǎn)單，其實(shí)困難重重

如果真的要在太空種菜，還是有不小的困難。

最直接的一點(diǎn)就是太空的失重環(huán)境。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，各種生長(zhǎng)激素、生長(zhǎng)方向都會(huì)受到地球重力的影響，相比之下，火星上重力只有地球的不到三分之一，月球、空間站的重力會(huì)更小，而這也就導(dǎo)致生長(zhǎng)激素的分布、植物生長(zhǎng)的方向都會(huì)有所改變。

有研究對(duì)比了相同培養(yǎng)環(huán)境下，太空軌道和地球上種植擬南芥的生長(zhǎng)狀況，會(huì)發(fā)現(xiàn)太空中的植物生長(zhǎng)速度會(huì)更慢，根部細(xì)胞的大小也更小。同時(shí)，植物根部的生長(zhǎng)還有一種獨(dú)特的波動(dòng)，可見(jiàn)重力的消失會(huì)對(duì)植物造成不小的影響。

同時(shí)，太空中持續(xù)存在的輻射還可能造成植物的DNA突變，這些突變雖然可能會(huì)帶來(lái)育種的機(jī)遇(實(shí)際上很多研究的確是利用太空來(lái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)育種的)，但是大部分情況下是有害的，這些有害突變進(jìn)而可能會(huì)對(duì)植物的萌芽、生長(zhǎng)或繁殖產(chǎn)生影響。

此外，地球上培育農(nóng)作物需要的陽(yáng)光、水分、土壤、肥料，在太空培育中也一個(gè)不能少。陽(yáng)光可以用人造光源代替，水分可以使用太空艙的水循環(huán)系統(tǒng)，而土壤就成了最關(guān)鍵的問(wèn)題。

雖然成分分析認(rèn)為，火星土壤中含有絕大部分植物所需要的物質(zhì)，但是缺乏植物必需的活性氮，植物難以直接利用含氮物質(zhì)，需要加入固氮細(xì)菌來(lái)輔助植物生長(zhǎng)。有研究使用火星、月球的土壤培育不同的植物，都能讓植物成功生長(zhǎng)起來(lái)，但是貧瘠的土壤讓這些植物進(jìn)一步開(kāi)花結(jié)果的愿望難以實(shí)現(xiàn)。

種菜的嘗試一直在進(jìn)行

即便如此，各國(guó)的研究者們都在不斷克服這些困難。

早在1971年，前蘇聯(lián)就開(kāi)始嘗試在太空中種植小麥、蘿卜和洋蔥。幾十年的不斷嘗試，美國(guó)、俄羅斯的科學(xué)家已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)小麥、油菜、豌豆等等多種植物的太空栽培。如今，國(guó)際空間站已經(jīng)種植了生菜、百日草、大白菜等等作物，宇航員甚至已經(jīng)實(shí)際嘗到了其中的滋味，并表示“味道不一般”。

而中國(guó)自己的空間站，也在嘗試著蔬菜的種植。2016年發(fā)射的天宮二號(hào)里，就種植了生菜。通過(guò)各項(xiàng)的檢測(cè)，中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化了澆灌方式和肥料之后，天宮二號(hào)里的生菜長(zhǎng)得甚至比地球上的還好一些。2019年，研究者又在天宮二號(hào)上種下了擬南芥和水稻，來(lái)探究太空環(huán)境對(duì)作物生長(zhǎng)的影響。