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

沒有自循環(huán)的生產(chǎn)系統(tǒng)，我們無法在太空中長期生活。

地球上的花園可能沒有規(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：“地球上的一切最終都由陽光進(jìn)行光合作用”。“我們面臨的問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。就生菜來說，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)。美國國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)境中模擬陽光并刺激植物生長。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，“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。”

大麻種植者和未來的太空農(nóng)民都發(fā)現(xiàn)，只發(fā)出可見光的LED燈是最好的選擇。植物扔掉了太陽的大部分能量，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)的綠葉蔬菜光照過程，科學(xué)家們將開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，但等到你開始去往歐羅巴的處女航時(shí)，點(diǎn)一份新鮮的沙拉也許聽起來很尋常。

太空種菜如何實(shí)現(xiàn)?

種菜說著簡單，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。植物在生長過程中，各種生長激素、生長方向都會(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)致生長激素的分布、植物生長的方向都會(huì)有所改變。

有研究對比了相同培養(yǎng)環(huán)境下，太空軌道和地球上種植擬南芥的生長狀況，會(huì)發(fā)現(xiàn)太空中的植物生長速度會(huì)更慢，根部細(xì)胞的大小也更小。同時(shí)，植物根部的生長還有一種獨(dú)特的波動(dòng)，可見重力的消失會(huì)對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)帶來育種的機(jī)遇(實(shí)際上很多研究的確是利用太空來進(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)對植物的萌芽、生長或繁殖產(chǎn)生影響。

此外，地球上培育農(nóng)作物需要的陽光、水分、土壤、肥料，在太空培育中也一個(gè)不能少。陽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)菌來輔助植物生長。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起來，但是貧瘠的土壤讓這些植物進(jìn)一步開花結(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、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)射的天宮二號里，就種植了生菜。通過各項(xiàng)的檢測，中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化了澆灌方式和肥料之后，天宮二號里的生菜長得甚至比地球上的還好一些。2019年，研究者又在天宮二號上種下了擬南芥和水稻，來探究太空環(huán)境對作物生長的影響。