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NASA 打造“太空農場”:未來火星上或將花果飄香

由於NASA在太陽系空間走得越來越遠,滯留時間越來越長(尤其是漫長且雄心勃勃的火星之旅),宇航員在太空中種植蔬菜的能力變得日益重要,在太空環境種植植物也成為NASA一直以來的優先發展目標,如果成功,將能省下一大筆經費。
未來火星上或將花果飄香。(資料圖:互聯網)
未來火星上或將花果飄香。(資料圖:互聯網)
在未來短短3年時間內,能夠讓人類抵達更遙遠宇宙空間的新一代空間站就將成為現實第一艘被稱為“深空門戶”(Deep Space Gateway)的太空站最早將在2020年開始在地球與月球之間的軌道上投入運營。這樣一種太空設施將支持開展關鍵性太空科學研究並為未來的深空探測開啟機會之門,並支持人類飛往月球、火星乃至更遙遠星球的計劃。
美國宇航局已經與工業界的6家公司簽署了協議,共同開發深空運載飛行器,並將這種做法作為其所謂“NextSTEP”項目的重要組成部分。
目前,波音公司已經公佈了該公司開發的太空站以及運載器的設計方案,該方案將有能力將宇航員送往火星。這家總部位於美國華盛頓州西雅圖的工業巨頭正是上文中提到的“深空門戶”空間站的設計方,按計劃,該航天器將使用美國“聯合發射聯盟”(SLS)的火箭送入太空。目前SLS方面正在做各項準備,並計劃在2018年11月份承接其首張發射訂單。
國際太空站自2015年5月起開始Veggie實驗,當年8月,4名宇航員就培育出了完全在太空中生長的生菜並進行了食用,這宣告了人類可以在微重力環境下培育出蔬菜,對人類進軍宇宙具有突破性的意義。
而且,令人驚訝的是,這些生菜的根並不像人們想像的那樣隨意亂伸,而是有規律地向特定方向生長,這一點應該得益於生物基因工程取得的突破。
讓宇航員的菜單更豐富
Veggie系統的成功給了科學家極大的鼓舞,他們更進一步提出了APH項目。
據美國《基督教科學箴言報》消息,近日,一架“大力神5 (Atlas V)”號火箭從美國卡納
維拉爾角空軍基地發射升空,火箭上搭載有給國際空間站的供給和科學設備,其中就包括一款迷你冰箱大小的實驗設施APH系統。NASA希望能藉助這一平台,在國際空間站上培育出更多蔬菜和其他植物,豐富宇航員的菜譜。
與Veggie系統相比,APH項目使宇航員能更好地控制培育室內的內部環境,包括氧氣和營養物水平,甚至可測量植物個體葉片的溫度。APH為植物配備了更為明亮的LED燈,包括能發出白光和紫外線的發光二極體,其產出可能是Veggie系統的4倍。
衛斯理大學植物學教授克里斯沃爾弗頓表示,類似APH這樣的實驗將成為重要的測試場,開發最適合在外星培育蔬菜的技術。他目前已獲得NASA資助,正在對國際空間站上的植物重力感應進行深入研究。
沃爾弗頓接受《基督教科學箴言報》採訪時表示:“宇航員維持基本生活所需的食物可以從地球上帶往國際空間站或其他地方;但植物,尤其是綠葉蔬菜,富含各種微生物和微量元素,對宇航員保持健康非常重要。”
APH為火星旅行做準備
當然,APH項目並不只是為了豐富宇航員的餐桌。這一系統配備有很多感測器和照相機,主要目的是監測植物的生長情況,並提供關於植物如何適應非陸生環境的資訊。科學家認為,微重力、輻射以及其他太空因素可能會以意想不到的方式影響有機物的生長,他們希望獲得更多此方面的資訊。
沃爾弗頓解釋:“在微重力環境培育植物遇到的一個主要問題與水的分佈有關。在微重力環境下,水一般容易形成水滴而非流過生長基座。當這些液滴在植物組織周圍形成時,可能會影響局部的‘水流情況’,讓植物無法有效地呼吸氧氣。”
在第一期實驗“植物棲息地1 (Ph1)”中,科學家們選擇擬南芥和矮杆小麥這兩種不同植物的種子來測試新設備的性能。如果一切按計劃進行,擬南芥將成為第一期實驗的主要農作物。
維拉諾瓦大學的愛德華吉南表示,科學家最終希望宇航員能藉助APH系統和其他類似系統,確定植物在非地球環境下生長的可行性,種植出更大且營養更豐富的植物,最終為火星探測計劃做好準備。
吉恩對此解釋說:“火星上的光照只有地球上的50%,缺少光照且不友好的火星土壤對蔬菜種植提出了更大的挑戰,但沒有此類實驗,我們無法知道地球上的蔬菜對火星環境的反應。在國際空間站上進行的APH實驗有望讓我們發現那些最適合在外星環境種植的植物和蔬菜。”
據《今日美國》報報導,APH實驗項目經理布萊恩奧納特也認為:“科學家可藉助在太空培育和種植蔬菜,瞭解更多有價值的資訊,從而能在地球軌道之外甚至前往火星的旅程中種植出更多食物。”◆

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