太空種植難在哪

林琳

美國國家航空航天局的雷·惠勒博士與電影《火星救援》中的馬克·沃特尼有個(gè)共同之處——他們都是植物學(xué)家。但僅限于此，因?yàn)槲痔啬崾莻€(gè)滯留在火星上的電影角色，而惠勒則是現(xiàn)實(shí)中肯尼迪太空中心領(lǐng)導(dǎo)“探索性研究與技術(shù)項(xiàng)目”高級(jí)生命支撐技術(shù)課題組的植物生理學(xué)家。

土豆是種植首選

什么農(nóng)作物可以種植在太空中或者其他星球上？惠勒的觀點(diǎn)是，土豆、紅薯、小麥和大豆都是很好的選擇，因?yàn)樗鼈兲峁┝舜罅康奶妓衔铮蠖惯€是很好的蛋白質(zhì)來源。

拿土豆來說，它是塊莖植物，這意味著可以在地下存儲(chǔ)?；堇照f，土豆在獲得等量陽光的時(shí)候，能夠產(chǎn)出兩倍于其他作物的食物產(chǎn)量。

惠勒花了很長時(shí)間研究種植土豆的不同方法，很多研究在上世紀(jì)80年代后期已經(jīng)應(yīng)用于美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地?；堇盏膶?shí)驗(yàn)室于2003年遷往“太空生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”，其中很重要的部分也于2014年遷往“太空站處理設(shè)施”，并成為肯尼迪探索性研究與技術(shù)項(xiàng)目局的組成部分。

水是寶貴的資源

在電影里，宇航員選擇使用風(fēng)化層或者火星土壤來種植農(nóng)作物。而在現(xiàn)實(shí)中，火星土壤基本是破碎的巖石，缺乏維持農(nóng)作物生長的大部分養(yǎng)分。

肯尼迪探索性研究與技術(shù)項(xiàng)目高級(jí)工程師鮑勃·穆勒說：“最近發(fā)現(xiàn)的火星水是一個(gè)重大進(jìn)展。火星水或能被用于動(dòng)力推進(jìn)劑、維持人類生命和植物生長等方面。”但同時(shí)，穆勒也指出，這種水并不純凈，含有很多其他成分，高氯酸鹽和其他雜質(zhì)必須在使用前被清除或過濾掉才行。穆勒說：“畢竟在火星上種植不是一件小事。”

植物生長需光線

惠勒說：“火星有大量的沙塵暴，阻礙了大部分的光線，這一點(diǎn)必須考慮進(jìn)去，尤其是在考慮利用光伏發(fā)電系統(tǒng)的時(shí)候?！?/p>

這也是卡西尼號(hào)、伽利略號(hào)和新視野號(hào)等深空探測器和太空船不適用光伏發(fā)電系統(tǒng)的原因。正如電影中所展現(xiàn)的那樣，他們利用放射性熱發(fā)電機(jī)產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)化為電能。

肯尼迪航天中心的植物學(xué)家還第一次使用了垂直農(nóng)場，用水資源和LED光給植物托盤分層。現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)在日本、韓國和中國以及北美洲的農(nóng)業(yè)中都有應(yīng)用。

回收機(jī)制好處多

在太空中或者其他星球上種植作物，除了提供食物以外，還有其他好處。植物可以提供氧氣并清除空氣中的二氧化碳。

惠勒提醒，如果使用方式正確，它們還可以幫助處理廢水。聽起來很奇怪，利用廢水甚至尿液，還可以為植物提供養(yǎng)分。在空間站，美國宇航員利用環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)回收廢水及尿液。

《火星救援》電影中在火星上種植土豆的想法并非空穴來風(fēng)，大量研究表明了其可行性。人們希望，在未來的幾十年中，火星種植能獲得蓬勃發(fā)展，以解決人類目前飛往火星面臨的真正挑戰(zhàn)。