“太空花園”離我們有多遠

張佳欣

美國國家航空航天局（NASA）官員表示，人類有望在2030年實現(xiàn)在月球上生活和工作。人類重返月球的腳步越來越近，載人登月也備受關(guān)注，除了載人登月所需的關(guān)鍵技術(shù)，宇航員的健康和安全仍是重中之重。

宇航員在月球上如何生活？如何擁有源源不斷的新鮮食物？這將是各國空間機構(gòu)和國際組織共同探究的問題。

擁有生機勃勃的太空花園有多難

還記得安迪·威爾的小說《火星救援》中的主人公馬克·沃特尼的經(jīng)歷嗎？當他獨自一人被困火星時，他嘗試著種植土豆。電影《獨行月球》中，維修工獨孤月也被意外留在了月球上。

如果人類要在地球之外有持久的生存基礎，在太空中種植植物是絕對有必要的。此前，宇航員成功吃到了在國際空間站中種植的太空蘿卜、辣椒和生菜。但要打造一個生機勃勃的太空花園，仍然存在許多挑戰(zhàn)。

太空環(huán)境富含二氧化碳，缺乏土壤微生物，重力也發(fā)生了改變，植物會暴露在強輻射下，……為了能在太空中茁壯成長，為人類提供全面均衡的營養(yǎng)，植物需要被重新設計。相比凍干和預制食物，新鮮食物可為宇航員提供更多必要的維生素和礦物質(zhì)，增加飯菜的品種，避免其出現(xiàn)“食物疲勞”、營養(yǎng)不良和體重下降的情況。

目前，太空植物生長在封閉的人造環(huán)境中，那里有低能量的LED燈、多孔的黏土“土壤”可向植物供應水、養(yǎng)分和氧氣，高科技傳感器和攝像頭還能監(jiān)測植物的健康狀況。然而，植物尚未進化出在這種環(huán)境中生長的能力，無法適應光、溫度等變化，這限制了植物的生長潛力。

因此，科學家從植物遺傳學方面進行調(diào)整，以生產(chǎn)生長速度更快的“可摘可食”的糧食作物，如番茄、胡蘿卜、菠菜和草莓，使它們在封閉、受控的環(huán)境中發(fā)揮最大潛力。

澳大利亞：2025年到月球種植物

澳大利亞最早將于2025年到月球上種植植物。澳大利亞月球園藝發(fā)展實驗旨在研究植物能否在月球茁壯成長。送往月球的植物類型將根據(jù)它們發(fā)芽的速度和對太空中經(jīng)歷的極端溫度波動的耐受性進行精心挑選。

澳大利亞本土的復活草是研究人員正在考慮的植物之一，它可以在沒有水的情況下以休眠狀態(tài)存活數(shù)月。植物種子和復活草將被運送到以色列“創(chuàng)世紀2”航天器上的一個特別設計的艙內(nèi)，其中包含傳感器、照相機和水。在登陸月球表面后，植物的生長和總體健康狀況將被監(jiān)測72小時，其數(shù)據(jù)和圖像也將被傳回地球。

日本：為進駐月球做準備

總部位于東京的日本太空企業(yè)咨詢公司DigitalBlast開發(fā)了一種名為“Amaz”的人工為植物產(chǎn)生重力的設備，該設備直徑20厘米，寬40厘米，質(zhì)量為5千克，可在太空中產(chǎn)生與地球或月球上相同的重力。

宇航員可將植物放入三個膠囊中，機器旋轉(zhuǎn)使膠囊產(chǎn)生重力。宇航員還可設置每個膠囊的自轉(zhuǎn)速度，每分鐘超過100圈會產(chǎn)生與地球相同的重力，少于50圈時的重力則與月球相當，不旋轉(zhuǎn)時重力則為零。該公司計劃于2024年在國際空間站安裝并運行該設備。

此外，2022年2月，日本風險投資公司Towing與建筑公司大林組株式會社合作，成功利用在月球上發(fā)現(xiàn)的沙子種植小松菜。Towing將月球上的沙子加熱并將其轉(zhuǎn)化為具有許多小凸起和凹痕的材料，為微生物提供棲息地，進而通過添加微生物和人類排泄物，將材料變成土壤。

美國：矮番茄種子將被送往空間站

美國國家航空航天局與太空探索技術(shù)公司于2022年11月22日聯(lián)合執(zhí)行了第26次商業(yè)貨運飛船發(fā)射任務，往國際空間站運送了大量物資、太陽能電池陣列、矮番茄種子和一系列科學實驗裝備。

貨運龍飛船將進行兩項重要的空間生物學研究和一項物理科學研究，這將進一步了解宇航員如何在深空環(huán)境中生存和發(fā)展。其中一項實驗是研究矮番茄種子的生長——將種子放入兩種不同的光線下，以測試光線對果實、營養(yǎng)價值以及味道的影響。這種矮番茄種子也將在地球上作為對照實驗進行種植，用于衡量零重力環(huán)境對其生長的影響。

太空矮番茄將被種植在被稱為植物枕的小袋子里，這些小袋子安裝在空間站的蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)（稱為蔬菜生長室）中。宇航員會為其澆水和培育，并為花朵授粉。此外，美國科學家首次使用NASA“阿波羅”登月計劃期間收集的月球土壤，成功種植出擬南芥。

探索太空已經(jīng)帶來了成千上萬的創(chuàng)新?？梢灶A期，隨著載人登月努力的繼續(xù)，人類成就的新領(lǐng)域即將到來，人們很快不僅限于驚嘆地仰望夜空，還能將腳步踏向大氣層以外的目的地，并在那里播下全新生活方式的種子。（據(jù)《科技日報》）

知識鏈接

關(guān)于月球的冷知識

從1969年美國“阿波羅11號”登月，宇航員阿姆斯特朗首次在月球留下人類足跡開始，人類對月球的探索從未停止。以下關(guān)于月球的冷知識，我們再來重溫一下吧。

一天有多少個小時

月球的自轉(zhuǎn)周期剛好等同于繞地球的公轉(zhuǎn)周期，這樣算下來差不多是708個小時。

有“月震”嗎

在1969年和1977年之間，地震儀每年可以捕捉到月球上3000余起月震。大多數(shù)月震是由撞向月球的巨大隕石造成的。

與地球正“漸行漸遠”嗎

月球每年都在軌道上向外偏離約3.8 cm。數(shù)據(jù)顯示，月球誕生之初與地球的間距約2萬千米，現(xiàn)已擴大到約38萬千米，隨著時間的推移，兩者之間的間距會越來越遠。