太空农场

稿源:南方人物周刊 | 作者: 特约撰稿 崔玮 日期: 2018-01-03

美国国家航空航天局(NASA)已经进行了很长时间的太空种植研究,但以学术研究为主。已经进行过的实验包括分析零重力环境对植物生长的影响、使用飞行器测试快速成长的幼芽、评估不同人造光下植物的生存能力等。但蔬菜生产系统(VEGGIE)是NASA首次尝试种植农作物来满足宇航员的需要

 

去年,宇航员唐·佩蒂特在NASA的网站上开始了一个特别的创作项目——太空南瓜日记。以一棵生长在国际空间站的南瓜视角进行写作,笔触深刻且奇特,尖锐又富有诗意。

“我发芽,我生长,没有人告诉我应该怎么做,”佩蒂特在博客中写道,“我充满热情,我在严酷的环境下也能够茁壮成长。我是一株南瓜,一株生活在太空的南瓜。”

在对此表示嘲笑之前,你先想想,这也许会拯救人类的未来。如果正如末日科学家预言的那样,我们将耗尽地球的资源,那么太空农场会对人类生存起到至关重要的作用。目前,各国政府及企业都在研究如何在空间站、宇宙飞船甚至火星上种植农作物。火星协会在犹他州的偏远区域进行温室测试;圭尔夫大学的研究者着眼研究大豆、大麦等长期作物;普渡大学的科学家们在设计适合太空环境的垂直花园。最值得期待的是NASA将于年底首次实验在太空生产食物。

即使太空农场只是黄粱一梦,这株南瓜也依旧具有现实价值。是它让佩蒂特和他的同事们在太空中保持清醒、充满希望。

没错,你可以吃它

在太空种植农作物解决了太空旅行的一个重要问题:高昂的食物成本。据NASA科学家霍华德·莱文透露,向国际太空站输送食物的成本约为每磅一万美元。飞船会储备大量保质期长的高热量食物,但运输飞船只能运送有限的新鲜食物,这些食物每次都瞬间被宇航员“消灭”,NASA博士后马萨说。

莱文和马萨都是VEGGIE的项目成员。今年12月,NASA计划使用填充猫砂状物的凯夫拉尔纤维容器在太空种植6株生菜。这种紫色生菜将在亮粉色LED灯下生长,仅需28天即可收割。

NASA已经进行了很长时间的太空种植研究,但以学术研究为主。已经进行过的实验包括分析零重力环境对植物生长的影响、使用飞行器测试快速成长的幼芽、评估不同人造光下植物的生存能力等。但VEGGIE是NASA首次尝试种植农作物来满足宇航员的需要。

理想状态是创造可在空间站——或者月球和火星——持续生长农作物的系统。生菜作为首批实验的蔬菜,具有生长速度快、富含抗氧化物(可以对抗宇宙射线)的特点。之后用于实验的蔬菜有水萝卜、甜豌豆和蕃茄,经过设计,它们都仅需占用最小的空间。

由于空间站寸土寸金,植物大小是太空种植的重要考量因素。同时,成长周期至关重要,希望在宇航员人均6个月的飞行时间中尽可能频繁地收割。绿叶蔬菜非常理想,摘了就能吃。略差的土豆和地瓜将在下一步进行实验。最不适合的作物是小麦和大米,生长周期长且需要大型研磨设施。需要处理才能吃的植物不是太空种植的理想选择。莱文说NASA曾以快速生长的矮小麦进行太空实验,但距离大量、长期的种植还有一定距离。

国际空间站中培育的蔬菜 1

太空中的“园艺疗法”

这些农作物不仅是食物,也是情感的寄托——即所谓的“园艺疗法”。这一理论认为植物可以安慰人的心灵。纽约园艺协会从1989年起开始对赖克斯岛的囚犯使用这一疗法,证明可以减轻压力、舒缓情绪、缓解抑郁、促进身心康复等。

这一点在太空站颇受认同,因为就连最坚强的宇航员都接近生理的极限。“被限制在这样一个金属盒子中真的很艰难,”莱文说,“照料植物让宇航员心情放松,因为这让他们想到了地球。”

佩蒂特在他6个月的航程中还照料了南瓜的其它两位同伴——西兰花和向日葵。他没有复杂的设备,只有一点土壤而已。

佩蒂特在太空站的窗户间移动它们以使其得到光照,用塑料袋种植它们并施以液态食物残渣堆肥。他从没打算吃它们,还开玩笑说这让他有种同类相食的感觉。

“我们把它们视为机组成员,”他说,“有这些植物真好,感觉嫩叶轻触鼻尖、看着向日葵盛开,让我们的航程都变得美好了许多。”

马萨认为VEGGIE项目可以让空间站的宇航员都得到这一精神收益。紫红色的植物为只有白色和米色的环境增添了亮色。同时,照料植物会唤起联想记忆,比如童年时丰收的情景或夏日的花园漫步。

太空农场终于触手可及

首批快速生长型生菜只是实验品,收割后马上冷藏并等待运回地球进行实验。在通过宇宙微生物检验前,它们是不允许食用的。

太空微生物通常是良性的,类似在潮湿环境下产生的微生物。俄罗斯宇航员可以食用他们种植的蔬菜,但美国的微生物标准是严格且不可动摇的。马萨说,NASA的医生制定的标准是基于微生物的数量,而不考虑微生物是“好”是“坏”。在这次生菜实验之后,她希望可以重新考量微生物标准。

一旦这个障碍不存在,马萨对项目有更高的期望。她的团队从2011年开始研究种植系统,包括虫害应对及技术评估。由威斯康星轨道技术公司发明的植物生长箱重量轻、易储存,而且有相对简单的浇灌和光照系统。每个生长箱占地很小,但可以轻松与其他生长箱组成大规模系统,所需的能量仅和台式电脑相当。

随着政府和民间在太空旅行领域合作的加深,NASA已经不是唯一研究太空种植技术的公司。对马萨而言,多年的梦想正逐渐实现。当她还是个小姑娘时,就已经是未来农场美国分会的会员,也和很多80后一样是太空迷。她的职业轨迹早早的受到一位参与NASA太空农场教育项目的老师影响。

艰难前行多年,对于马萨而言,太空农场终于触手可及。

“我是否认为这是打开未来之门的钥匙?”她沉吟着,“对,我想是的。”

太空南瓜日记

唐·佩蒂特的太空南瓜有西兰花和向日葵两个朋友,他们喜欢一起玩儿。从文中可以看出宇航员和他的小苗圃十分亲密。以下为节选:

3月 26日:我长出新叶子了!终于不再赤身裸体地生活在宇宙中。虽然叶子们没有以前那么大,但还是一样绿油油的。西兰花和向日葵也长出叶子了,看上去精神极了。我们心情愉悦地生长,你不是植物可能理解不了。总之,我感觉自己越来越像一株合格的南瓜。

6月 6日
:昨晚,我们看到太阳上有个小黑点……园丁和他的同事用一种特殊的过滤器来观察太阳,我、西兰花和向日葵不用过滤器。我们看得很开心。

6月9日
:好消息,我有兄弟了!园丁让我看了看这个小南瓜芽,它强壮又健康,马上就会从发芽器搬去自己的栽培袋了。西兰花和向日葵是我的好兄弟,但我还是和南瓜更有共同语言。

7月 17日: 空气中处处洋溢着兴奋与喜悦。园丁告诉我们马上就要回到地球了。我们的任务已经基本完成,会有新的伙计来接替我们。我有点为西兰花、向日葵和我自己担心。如果他走了,谁来照顾我们呢?小南瓜怎么办呢?他正在努力生长呢!

其他太空农业项目

火星沙漠研究站(MDRS)

这是火星协会(Mars Society,一群科学家和太空爱好者组成的致力于推动火星探索的民间机构)资助的研究计划。在美国犹他州边远荒芜的土地上,研究者尝试模拟火星生存条件,包括种植食物的温室。在MDRS,火星种植技术的研究依然很原始,现阶段的目标是评估太空农业活动对人的健康影响。

圭尔夫大学

不同于美国宇航局的VEGGIE,这所加拿大大学研究的重点是大豆、大麦等成熟周期较长的粮食作物。

普渡大学

普渡大学的加里·米歇尔博士认为,太空农业的关键是垂直生产,类似于地球上倡导的城市农场。

南极

基恩·贾科梅里博士试图用温室来复制太空条件。这项由美国国立科学基金会资助的项目主要测试植物种植对南极居民的心理影响。而太空环境和南极一样与世隔绝。

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南方人物周刊 2019 第37期 总第615期
出版时间:2019年12月05日
 
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