太空种菜自给自足真的要实现了此话怎讲

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太空种菜自给自足真的要实现了此话怎讲?

近日,神十四乘组航天员蔡旭哲透露,如果只能带三样物品上太空,其中一定有种子,而且上次在太空种的蔬菜,已经被他们吃掉一棵!

太空种菜或不再是幻想

没有自循环的生产系统，我们无法在太空中长期生活。

地球上的花园可能没有规矩，一片杂乱，但在太空里，我们总是需要菜地像状态良好的机器一样运转。这就是普渡大学的研究人员正在科学地用LED 灯的混合光来产出可口农作物的原因。

普渡大学的园艺教授——加里·米切尔在一项声明中说：“地球上的一切最终都由阳光进行光合作用”。“我们面临的问题是怎样在太空中复制，用有限的能源产生自己的光源，有针对性的 LED 照明是最佳选择。”

我们很早就知道，发光二极管 (Led) 每增加相同照明度使用的电量远远低于传统的高压钠灯。但如果我们能弄清楚到底是什么比例的可见光谱能够使植物愉快的吸收，就可以在理论上进一步减少太空花园的耗能。就生菜来说，至少神奇的灵丹妙药似乎是按95 ：5 的比例在棚顶上放置红色和蓝色指示灯。米切尔的一项新科学研究发现，这种特殊的混合光比使用全覆盖LED灯节省50%的能源，比传统灯泡节省90%的能源。

当谈到送人类去火星上生活时，我们要更严肃一点，所以在地球之外种植植物的技术必须完美。如果我们想在这颗红色星球建立一个自我维持的殖民地，或将宇航员送往更远的太空进行任务，我们不仅需要太空花园来养活定居者，还要创建能够循环利用二氧化碳、氧气和水的独立可持续生态系统。美国国家航空航天局已承认这一需要，并在最近的一次研究发展草案上将“再生食品系统”作为重点。

但在太空上的生活和在地球上的生活一点都不一样。在那里，我们理所当然的视一切为资源，包括阳光和空气，都是非常珍贵且不可再生的。太空农民面临巨大挑战，例如传统手段需要使用600-1000瓦的灯泡才能在封闭环境中模拟阳光并刺激植物生长。传统照明也会产生多余的热量，如果种植者不小心有可能使植物脱水或烧焦。

研究者露西-波利特说，“照明在能源需求中大概占 90%，如果使用传统灯光种植植物，你需要一个核反应堆才能养活四个人。”

大麻种植者和未来的太空农民都发现，只发出可见光的LED灯是最好的选择。植物扔掉了太阳的大部分能量，进化使得植物在所有颜色中偏好吸收红光和蓝光。在经过实验室改造之后研究人员发现，用少许蓝光和大量红光喂养的生菜产量最高，削减了十倍能源消耗。

米切尔研究组还有很多工作要做，例如研究在植物的整个生命周期中如何适时增减光照。一旦得到最优的绿叶蔬菜光照过程，科学家们将开始研究更多植物要求的光线，如西红柿和玉米。

现在的宇宙菜单上也许只有真空包装的食品，但等到你开始去往欧罗巴的处女航时，点一份新鲜的沙拉也许听起来很寻常。

太空种菜如何实现?

种菜说着简单，其实困难重重

如果真的要在太空种菜，还是有不小的困难。

最直接的一点就是太空的失重环境。植物在生长过程中，各种生长激素、生长方向都会受到地球重力的影响，相比之下，火星上重力只有地球的不到三分之一，月球、空间站的重力会更小，而这也就导致生长激素的分布、植物生长的方向都会有所改变。

有研究对比了相同培养环境下，太空轨道和地球上种植拟南芥的生长状况，会发现太空中的植物生长速度会更慢，根部细胞的大小也更小。同时，植物根部的生长还有一种独特的波动，可见重力的消失会对植物造成不小的影响。

同时，太空中持续存在的辐射还可能造成植物的DNA突变，这些突变虽然可能会带来育种的机遇(实际上很多研究的确是利用太空来进行农业育种的)，但是大部分情况下是有害的，这些有害突变进而可能会对植物的萌芽、生长或繁殖产生影响。

此外，地球上培育农作物需要的阳光、水分、土壤、肥料，在太空培育中也一个不能少。阳光可以用人造光源代替，水分可以使用太空舱的水循环系统，而土壤就成了最关键的问题。

虽然成分分析认为，火星土壤中含有绝大部分植物所需要的物质，但是缺乏植物必需的活性氮，植物难以直接利用含氮物质，需要加入固氮细菌来辅助植物生长。有研究使用火星、月球的土壤培育不同的植物，都能让植物成功生长起来，但是贫瘠的土壤让这些植物进一步开花结果的愿望难以实现。

种菜的尝试一直在进行

即便如此，各国的研究者们都在不断克服这些困难。

早在1971年，前苏联就开始尝试在太空中种植小麦、萝卜和洋葱。几十年的不断尝试，美国、俄罗斯的科学家已经逐渐实现小麦、油菜、豌豆等等多种植物的太空栽培。如今，国际空间站已经种植了生菜、百日草、大白菜等等作物，宇航员甚至已经实际尝到了其中的滋味，并表示“味道不一般”。

而中国自己的空间站，也在尝试着蔬菜的种植。2016年发射的天宫二号里，就种植了生菜。通过各项的检测，中国科学家发现，优化了浇灌方式和肥料之后，天宫二号里的生菜长得甚至比地球上的还好一些。2019年，研究者又在天宫二号上种下了拟南芥和水稻，来探究太空环境对作物生长的影响。