美国航天局决定去月球种植蔬菜和草本植物
原标题:美航天局决定去月球种植蔬菜和草本植物
人类未来能否在月球上生活?科学家打算先尝试在月球种菜。美国国家航空航天局(NASA)决定在2015年去月球上种植蔬菜和草本植物,以此来测试月球是否适合人类生存。
众包方式推进月球种植
根据NASA埃姆斯研究中心(ARC)的计划,他们将于2015年在月球上种植植物来创造历史。参与进行实验的对象,除了科研人员,还将包括学生、机器人以及特殊制备的GoPro照相机(防水防震)。
一旦这项计划成果实施,将会是人类首次将除自身之外的生命带到其他星球。其相关成果,也将帮助其他科研人员更好地理解太空环境中的生物学和农业。即便计划失败,这种研究方式也将会呈现一个不错的案例研究,因为这是政府与私营机构和部门联手的创新模式,这会让未来的太空探索出现变化。
此次月球种菜计划可谓“前无古人”,如果成功,距离人类在月球上生活,也能够更近一步。若植物成功生长达14天,则意味着植物能在月球环境下发芽;若植物成功生长达60天,则说明植物在月球上能进行有性繁殖;若植物成功生长达180天,则可看出辐射环境对基因的影响。
与NASA以往的项目不同,这次计划专门成立了名为“月球植物生长栖息环境”的团队,NASA的科研人员、承包商、学生以及志愿者都将发挥各自的作用。他们的目的是研究植物暴露在月球重力与辐射环境下的生长情形。
NASA将通过一艘名为“月球快递登陆艇”的商业太空船把一个特制密封罐送往月球,这个装置是一种类似于咖啡罐大小的铝制封闭圆筒。密封罐里有10粒罗勒种子、10粒萝卜种子和大约100粒拟南芥种子。为了应对月球上恶劣的气候环境,该装置被设计成不仅能调节自身的温度、含水量,还配备了可以供应电力的装置。
特制密封罐抵达月球后,一个触发器将被启动、向罐内的植物浇水。与此同时,经由放置于密封罐中的摄像头和传感器,植物的生长过程将被全程记录并传送回地球的研究团队手中。
对于参与这个项目的所有学校,NASA也会送给他们一组栖息环境装置,以便让学生们种植与送往月球一样的植物。这也是NASA的聪明之处——重复的太空实验耗资巨大,而采用这种众包的方式,可以收集数千次的实验数据。同时,也可以让学生们参与NASA的项目,通过更积极的方式让他们获取科学知识和经验。
失败的生物圈二号实验
如同著名行星科学家克里斯·麦凯博士所言,NASA这一举措,是向其他星球开发基于生物的生命支持系统迈出的第一步。
在月球上种菜与在航天飞机或是国际空间站里种植作物有很大的区别。这种实验,将直接测试植物在外太空辐射及部分失重的情况下,能否在一个人造控制环境中存活并生长。要知道,无论是在月球还是火星上建造温室,都必须跨越这一测试。
对于植物生长而言,外太空的自然条件与地球相比完全是另一个世界。要让植物完全适应极端条件下的外太空条件几乎不可能,因此,人为介入制造其合适的生存环境是目前的最佳选择。
在这方面,美国1991年至1993年曾尝试一个耗资巨大、规模空前的科研项目——生物圈二号实验。这项实验由美国巴斯教授主持,生物圈二号建于美国亚利桑那州的沙漠中,是一座人工生态循环系统。它被用于测试人类是否能在以及如何在一个封闭的生物圈中生活和工作,也探索了在未来的太空殖民中封闭生态系统可能的用途。
有趣的是,这个科研项目是由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起,联合几家财团大佬共同出资。生物圈二号的外观,如同科幻片里建在地外星球上的空间站,由空间生物圈风险投资公司承建,耗资1.5亿美元,历时8年,占地1.3公顷(约两个足球场大小)。
这个封闭的生态系统尽可能地模拟了自然界的生态体系,同样由水、空气、土壤与动植物构成,甚至还设立了森林、湖泊、河流和海洋。8名不同领域的科研人员在这里吃自己种植的粮食,呼吸植物释放的氧气,饮用生态系统中的水。同时,他们还积累了详实的数据和实践经验。
按照原计划,这些科研人员会在生物圈二号里与世隔绝两年。但在18个月之后,生物圈二号发生了严重的生态失衡,氧气浓度从21%下降到14%,不再适合人类生存;原有的25种小型动物中也有19种灭绝了;就连为植物授粉的蜜蜂等昆虫也全部死亡……
事后研究发现,罪魁祸首是细菌,它们在分解土壤中的有机质时耗费了生物圈中太多的氧气,同时释放出了二氧化碳。这些二氧化碳被生物圈二号的混凝土墙壁吸收后打破了其内部循环。最终,该项目不得不以失败告终。
我国在生命保障系统方面已有建树
尽管生物圈二号以失败告终,但人类对于在太空种植植物的想法并未却步。近几年来,俄罗斯、德国、美国都曾有相关的尝试。
今年10月下旬,NASA就曾向媒体透露,他们正在为宇航员提供在太空中种植出来的新鲜蔬菜。这种自给自足的“太空农场”技术目前已经取得了一定的进展。事实上,把密闭的生态可循环温室移驾到太空舱或是月球、火星上的定居点并没有太大的问题,至少科研人员目前在农业技术方面已经积累了相当丰富的经验。
NASA计划在今年年底前将为国际空间站的宇航员提供可食用的蔬菜,首批种植计划是栽培6株莴苣。科研人员面临的关键问题在于光照,因为无论是国际空间站,还是月球和火星,黑夜时间比地球上要长得多,因此他们选用了人造光——粉红色的LED光线。
解决了这些关键问题后,宇航员便能吃到放心的莴苣了。有意思的是,在太空环境中,莴苣的生长时间比地球上要短,只需28天左右就能成熟到可以食用的程度。
中国在生命保障系统方面也已有所建树。去年年底,我国便有两名航天员在一个密闭舱内生活了30天。舱内种植了油麦菜、生菜等作物,两人的食物和氧气都来源于它们。这套系统在未来的登月和探索火星时也将发挥作用。