美国宇航局对太空农场有宏伟计划

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在太空中种植花园并不容易——但对于宇航员来说,拥有绿拇指不仅仅是一种天赋,它几乎是一种要求。

植物在国际空间站上的生长历史虽然短暂但很生动。随着宇航员朝着远离地球的长期独立发展,他们能够满足自己在轨道上的营养需求变得更加迫切。

“今天在空间站上执行的小规模项目专注于进行与作物生长和性能相关的初步研究,”美国宇航局在一封电子邮件声明中说。“它们是开发功能齐全的作物生产系统的垫脚石,未来将伴随宇航员。”

然而,目前大规模太空作物生产的努力面临着昂贵的后勤挑战和技术差距。周五发表在《天文学和空间科学前沿》上的一篇新论文主张需要在自动化、机器人技术甚至机器学习方面取得新进展,以克服其中的一些障碍。

由于预包装食品会随着时间的推移而降解,而且从地球到潜在的月球或火星定居点的任何资源都可能需要很长时间才能交付,因此投资资源来实时保持机组人员的健康更为可行。

威斯康星大学麦迪逊分校植物学教授西蒙·吉尔罗伊( Simon Gilroy )没有参与这项研究,“不断地提供食物和氧气以及维持人们生命所需的所有东西实在是太昂贵了,也太难了。” Gilroy 说,太空对于生物学来说是一个“奇怪”的地方,这也是为什么它是研究植物和人类进化记录的绝佳机会的原因之一。

但在某种程度上,美国宇航局对天体植物学或植物如何与太空环境相互作用的研究的浓厚兴趣也源于海盗历史的教训。几个世纪前,当冒险的探险家长途跋涉穿越大海时,许多人会死于坏血病或严重缺乏维生素 C。

这种重要的维生素可以天然存在于橙子中,是保持健康的关键营养素。而且,尽管现代宇宙供应商可以服用他们日常的维生素,而不是费尽心思种植来之不易的生菜,但植物提供了强大的心理和营养益处。

Frontiers 文章还指出,通过使用一种称为高光谱成像的技术——一种可以捕获和处理来自整个电磁光谱(不仅仅是红光、绿光和蓝光)的大量信息的方法——科学家们可以开发出精确的植物健康状况。监视系统。该系统将收集数据,通过自主监测植物健康以及提醒宇航员早期植物病害、干旱或微生物感染来帮助确保食品安全。

该系统的原型已经在肯尼迪航天中心开发中,它还被用于创建一个植物图像数据库,宇航员在确定植物压力源时可以参考。

美国宇航局希望在​​未来,这些和类似的系统将用于帮助训练可在国际空间站和网关上使用的人工智能算法,网关是美国宇航局阿尔忒弥斯太空计划的一部分,它将围绕月球运行。但据该机构称,“在我们确信我们派往火星的工作人员将拥有一个健康且功能齐全的食物系统来陪伴他们的旅程之前,还需要做更多的工作。”

与美国农业部 (USDA) 一起,美国宇航局目前也在研究微型蔬菜的使用——一种营养丰富的小型植物,无需额外的工作人员参与即可轻松种植和食用。许多太空作物研究项目也在进行中,包括蔬菜生产系统(Veggie),这是国际空间站上的一个花园,宇航员用来研究微重力对植物的影响。

另一个是高级植物栖息地 (APH),它是一个全自动生长室,用于收获和对植物作物进行实时研究。由于这些和类似的项目,NASA 已成为太空作物研究和解决方案的先驱。

一个最新的例子是Ohalo III,这是肯尼迪航天中心正在生产的原型作物生产平台。该平台将作为新植物生长技术的测试平台,并测试先进的输水概念。该装置还将让宇航员采摘和食用各种“沙拉类作物”,科学家希望这能减少“菜单疲劳”。

Ohalo III 项目于 2019 年开始,最终将部署在火星运输工具上,它将帮助指导早期的月球和火星表面生产系统。

也就是说,人类距离大规模太空作物成为现实还有几年的时间,吉尔罗伊说。但未来几十年的太空作物项目价值在于为后代的繁荣奠定基础。

Gilroy 说:“我们仍处于那种发现和修补阶段,我们正在寻找解决方案方面取得进展。” “我们就像刚刚踏上他们的船的探险家,只是航行在海洋中,以了解发生了什么。”

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