有益思太空种植难在哪儿

　　美国国度航空航天局（NASA）的雷·惠勒博士与片子《火星救济》中的马克·沃特尼有个协同之处——他们都是植物学家。但仅限于此，由于沃特尼是个淹留在火星上的片子脚色，而惠勒则是事实中肯尼迪天外核心头领“探干脆研讨与技艺项目”高等性命撑持技艺课题组的植物生理学家。

　　惠勒说：“相关火星的片子和竹素传送出耕种食品所波及的生活候题。”NASA始终在筹备天外发射系统（SLS）火箭和猎户座飞船举办将来的“寻求任务-1”，同时，其留神力也转向研讨在可控处境下耕种做物的或者性，自然，这类可控处境包含始终以来的深空探测目的——火星在内。

　　惠勒和他的植物学家共事始终在研讨如安在地球除外平安、灵验地耕种新鲜农做物。近来，国际空间站的宇航员劳绩并食用的天外生菜便是来自于他们的Veggie植物成长系统。

　　惠勒从年就在肯尼迪天外核心做事，是扶助测试Veggie系统并考证其灵验性的做事团队成员之一。由NASA小企业改变研讨谋划帮助的“耕种室”（Plantchamber）研讨，经过了平安察看，餍足了在天外中的低能耗和低品质请求。

　　但是，除了植物室，在地外星球耕种农做物所需的元素还包含水、光线和泥土，以及扶助其成长所需的种种营养素等。

洋芋是耕种首选

　　甚么农做物也许耕种在天外中或许其余星球上？惠勒的主张是，洋芋、红薯、小麦和大豆都是很好的筛选，由于它们供应了大批的碳水化合物，而大豆仍然很好的卵白质起原。

　　拿洋芋来讲，它是块茎植物，这象征着也许在地下保存。惠勒说，洋芋在得到等量阳光的时辰，也许产出两倍于其余做物的食品产量。

　　今朝，一种“后沙拉做物”正在研讨中，它们是也许生吃的微加工食品类型。惠勒说：“你也许将耕种的洋芋、小麦和大豆之类的食品配上这类沙拉做物，就也许供应一顿完备的饮食。”

　　“供应食品是个很繁杂的命题。”惠勒说，“咱们必需思索营养题目，哪些也许采纳以及哪些品味起来口感很好。假设没有人同意吃，就毫偶尔义了。”

　　惠勒花了很万古间研讨耕种洋芋的不同法子，不少研讨在上世纪80年月后曾经运用于佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地。惠勒的实践室于年迁往“天外性命科学实践室”，个中很急迫的部份也于年迁往“天外站办理设备”，并成为肯尼迪寻求研讨与技艺项目局的构成部份。

　　惠勒初期的洋芋植物研讨不少都在威斯康星大学告竣。肯尼迪的植物学家哄骗这些底子的觉察做为研讨起始，其临盆“诺兰红皮洋芋”时借助了一个大型耕种室。

水是贵重的资本

　　在片子里，宇航员筛选哄骗风化层或许火星泥土来耕种农做物。而在事实中，火星泥土根本是破裂的岩石，不足保持农做物成长的大部份营养。

　　惠勒在洋芋研讨中做出色多竭力，包含哄骗轮回水在较浅的歪斜托盘中耕种农做物。“关于洋芋而言，它们不爱好被埋没在水中的成长请求看起来很兴味，为此咱们只要要坚持供应很薄一层的营养水膜便可。”

　　遵循惠勒的描绘，他们的法子特别灵验，推而广之还也许运用在不少其余做物上。然则航天器旅游到另一个星球上，或者会在品质和分量上有所束缚——你没法将整个所需都打包带上，一些资本需求回收和反复哄骗。

　　肯尼迪寻求研讨与技艺项目高等工程师鲍勃·穆勒说：“近来觉察的火星水是一个重猛发达。火星水或能被用于动力推动剂、保持人类性命和植物成长等方面。”但同时，穆勒也指出，这类水并不纯朴，含有不少其余成份，高氯酸盐和其余杂质必需在哄骗前被铲除或过滤掉才行。

　　惠勒说，在深地面旅游的一种局面，是宇航员带着水泵和肥料在遭到庇护的处境下耕种做物，而火星泥土要比及响应的系统得到平添后才力被哄骗。

　　穆勒说：“终归在火星上耕种不是一件小事。”

植物成长需光线

　　在地球上，光线是很充裕的，然则到了外天外，做物成长哄骗直射的太阳光生怕是个庞大的挑战。另外，在天外中快速成长的农做物也需求大批的阳光。

　　年，科罗拉多大学的研讨生对火星表面的光线密度举办了图谱绘制。成绩显示，这颗赤色星球采纳到的太阳光只相当于地球的43%，但在低纬度区域仍然也许采纳到充足耕种农做物的阳光。

　　惠勒说：“火星有大批的沙尘暴，阻塞了大部份的光线，这一点必需思索出来，尤为是在思索哄骗光伏发电系统的时辰。”

　　这也是卡西尼号、伽利略号和新视线号等深空探测器和天外船不实用光伏发电系统的缘故。正如片子中所显现的那样，他们哄骗喷射性热发机电形成热量变化为电能。

　　惠勒讲解说：“一个备用法子是哄骗电光源。高强度的高效LED灯或者扶助推动做物耕种，这也是近来NASA研讨和发达的新范围。”

　　天外站上哄骗的蔬菜植物成长系统Veggie便是哄骗了蓝光和红光LED。惠勒说，哄骗LED光线助做物成长的办法来自上世纪80年月威斯康星大学的研讨。这项技艺获患有NASA的资本帮助，也获患有专利庇护。

　　肯尼迪航天核心的植物学家还第一次哄骗了笔直农场，用水资本和LED光给植物托盘分层。目前，这项技艺在日本、韩国和华夏以及北美洲的农业中都有运用。

辐射防备很须要

　　找到符合的泥土、水源和光线，植物并非就此高枕无忧，紫内线辐射也构成了恐吓。植物成长外层掩蔽空间必需也许继承火星处境下的辐射和极其温度的磨练。

　　“关于温室布局屋宇来讲，修建材料是个庞大的挑战。”惠勒暗意，散热题目必需得到办理，这类布局需求黄昏封闭而白日也许翻开。

　　核电在上世纪70年月兴盛的时辰，关于生物布局包含植物在内的潜在辐射效应就引发了研讨人员的兴致。植物也许汲取的辐射很有限，农做物也许继承几许辐射还需求更多的研讨帮助。

回收机制便宜多

　　在天外中或许其余星球上耕种做物，除了供应食品之外，尚有其余便宜。植物也许供应氧气并铲除空气中的二氧化碳。

　　惠勒提示，假设哄骗方法切确，它们还也许扶助办理废水。听起来很希奇，哄骗废水乃至尿液，还可认为植物提侍奉分。在空间站，美国宇航员哄骗处境管束和性命帮助系统回收废水及尿液。

　　《火星救济》片子中在火星上耕种洋芋的办法并非无缘无故，大批研讨讲清晰其可行性。人们渴望，在将来的几十年中，火星耕种能得到强盛发达，以办理人类今朝飞往火星面对的真实挑战。

（本文来自：科技日报）