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火星种土豆,我们是认真的,请看各国科学家做了什么

作者:- 文章来源:- 点击数:439 更新时间:2017/4/21 7:47:27

  来源:太空联盟公众号

Credit: NASACredit: NASA

  对太空农业的研究,导致了地球上的众多进步(如温室大棚和垂直农场中用到的LED照明、马铃薯育种新技术等)。虽然,现在仍面临许多技术困难,但植物和相关生物系统将成为在月球、火星,甚至更远星球上生存系统的主要组成部分。

  美国国会于2017年3月批准,将195亿美元用于2017年NASA的太空探索,人类登陆火星将比以往任何时候,都更接近现实。

  国有企业和私营企业加快了重返月球和首登火星的计划。如今,他们有一个新的关注点,在极端环境中如何维持人的生命和生产力。植物,特别是农作物,将成为再生生命支持系统的重要组成部分,因为它们提供食物、氧气、净化二氧化碳,并且有助于水的回收,这一切都是以自我再生或生物再生的方式进行的。毫无疑问,植物在任何长时间和远距离的人类太空探索中都非常必要。该领域已有大量研究,不仅有先进的太空农业,同时也促进了地球上的许多技术进步,如温室大棚和垂直农场中用到的LED照明,新的马铃薯育种技术等)。


垂直农场,一种新型室内的农作物种植方式

图片来源:pixabay

 

 

  NASA肯尼迪航天中心的雷蒙德·M·惠勒博士,最近发表在《开放农业》上的一篇文章,丰富而全面地介绍了在过去和现在,世界各国对人类太空探索中的生物再生、生命维持、环境可控农业的贡献。该文涵盖了大部分国际团队的主要进展,介绍这些工作的一些技术转让在地球上的价值。

  在太空中,利用植物让人类生存并富有生产力,这个想法无论在概念上还是在科学探索中并不新鲜。但这篇文章中所介绍的各国历史上的众多研究,将是太空人工生态系统的行业研究和任务设计的基础。

  该领域的研究,始于20世纪50年代和60年代,杰克·迈尔斯和其他研究人员为美国空军和国家航空航天局(NASA)研究藻类植物在氧气生产和清除二氧化碳中的作用。

  从上世纪60年代开始,俄罗斯西伯利亚克拉斯诺雅茨克的研究人员,研究了藻类生产和可控环境农业。他们测试了一些人类群体所消耗的空气、水和食物,大部分食物由小麦和其他作物提供。

  NASA在上世纪80年代早期,发起了“受控生态生命保障系统计划”,测试在受控环境中生产的小麦、大豆、马铃薯、莴苣和甘薯。这些研究为肯尼迪航天中心20平方米的室内封闭测试铺平了道路。

  大约在同一时间,日本研究人员在青森县开发了密闭生态实验设施(CEEF),研究密闭系统中的植物、人类、动物和废物回收系统。CEEF拥有150平方米的植物生长面积,提供了可供两人和两只山羊食用的、几乎完整的饮食,包括空气和再生水。

  欧洲航天局的梅丽莎计划,始于上世纪80年代末,尝试用生态方法提供气体、水和回收材料,以维持太空生活,后来扩大到植物测试。

  加拿大威尔夫大学的研究小组在1994年成立研究机构,来开展太空作物研究。几年后,他们相继开发出复杂的大棚内低压植物生产室,用于太空作物测试,并扩大了测试范围,进行广泛的可控环境农业主题研究。

  最近,北京航空航天大学的研究小组设计、建造和测试了一个封闭的生命支持设备(月宫1号),其中包括一个69平方米的农业模块,可用于三人的空气、水和食物生产。

  这些太空农业的跨国研究,带来了新技术和新发现,包括首次使用发光二极管来种植作物、首次展示垂直农业、利用水培方法来种植地下作物如马铃薯和甘薯、作物产量超过记录、确定挥发性有机物(如乙烯)产率的技术、使用新方法控制供水、处理和回收废物用于作物生产系统的方法等等。

  太空农业研究有益于陆地和可控环境农业研究,同时受益于此,未来仍是如此。目前仍存在许多技术难题,但当人类在月球、火星,甚至更远的太空建立基地时,植物和相关的生物系统将成为我们赖以生存的重要组成部分。

  在美国国家航空航天局数项太空植物实验中负责微重力实验设计、来种植植物的首席研究员加里·W· 斯图特博士说:

 

“雷·惠勒博士写下了人类太空开拓事业这段完整而令人惊叹的历史。这鉴于他对于项目开发以及相关成就等的深刻理解,文章强调了世界各国科学家和工程师的突出成就和贡献,带领太空探索研究走向成熟。他在项目中详细阐述了问题、挑战、成果和贡献,展示地球以及太空将如何从中受益。他强调,研究结果将不会通过宣言来实现,而是通过国家间和人与人之间的合作、以及研究机构的持续承诺来实现。他的文章是任何对太空农业有兴趣的人的必读文章。”

 

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