火星种土豆，我们是认真的，请看各国科学家做了什么

火星 · 2017-4-20 09:50:48

来源：太空联盟公众号

Credit： 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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