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·沃特尼有個共同之處——他們都是植物學家。但僅限于此，因為沃特尼是個滯留在火星上的電影角色，而惠勒則是現(xiàn)實中肯尼迪太空中心領導“探索性研究與技術項目”高級生命支撐技術課題組的植物生理學家。

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？惠勒的觀點是，土豆、紅薯、小麥和大豆都是很好的選擇，因為它們提供了大量的碳水化合物，而大豆還是很好的蛋白質(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。惠勒說，土豆在獲得等量陽光的時候，能夠產(chǎn)出兩倍于其他作物的食物產(chǎn)量。

惠勒花了很長時間研究種植土豆的不同方法，很多研究在上世紀80年代后期已經(jīng)應用于美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地。惠勒的實驗室于2003年遷往“太空生命科學實驗室”，其中很重要的部分也于2014年遷往“太空站處理設施”，并成為肯尼迪探索性研究與技術項目局的組成部分。

水是寶貴的資源

在電影里，宇航員選擇使用風化層或者火星土壤來種植農(nóng)作物。而在現(xiàn)實中，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項目高級工程師鮑勃·穆勒說：“最近發(fā)現(xiàn)的火星水是一個重大進展。火星水或能被用于動力推進劑、維持人類生命和植物生長等方面。”但同時，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，這一點必須考慮進去，尤其是在考慮利用光伏發(fā)電系統(tǒng)的時候。”

這也是卡西尼號、伽利略號和新視野號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)電機產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)化為電能。

肯尼迪航天中心的植物學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，這項技術在日本、韓國和中國以及北美洲的農(nóng)業(yè)中都有應用。

回收機制好處多

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，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)。