一直以來，國際空間站上宇航員吃的主要是脫水、冷凍干燥的食物，這些食物不僅味道不敢恭維，且運(yùn)送成本極為高昂?！叭馓邸庇煮w恤民情的美國國家航空航天局(NASA)開始嘗試在太空種植蔬菜，終于在2015年8月讓宇航員首次吃到了生長在國際空間站的新鮮生菜。

這是NASA“蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)(Veggie)”的成果，嘗到“甜頭”的NASA近日將該實(shí)驗(yàn)升級到“高級植物棲息地(APH)”系統(tǒng)，希望借此一方面為宇航員提供更多美味蔬菜;另一方面更進(jìn)一步研究植物在外星環(huán)境下的生長情況，為更漫長而艱辛的火星之旅做準(zhǔn)備。

在火星種出新鮮生菜

由于NASA在太陽系空間走得越來越遠(yuǎn)，滯留時間越來越長(尤其是漫長且雄心勃勃的火星之旅)，宇航員在太空中種植蔬菜的能力變得日益重要，在太空環(huán)境種植植物也成為NASA一直以來的優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)，如果成功，將能省下一大筆經(jīng)費(fèi)。

國際太空站自2015年5月起開始Veggie實(shí)驗(yàn)，當(dāng)年8月，4名宇航員就培育出了完全在太空中生長的生菜并進(jìn)行了食用，這宣告了人類可以在微重力環(huán)境下培養(yǎng)出蔬菜，對人類進(jìn)軍宇宙具有突破性的意義。

而且，令人驚訝的是，這些生菜的根并不像人們想象的那樣隨意亂伸，而是有規(guī)律地向特定方向生長，這一點(diǎn)應(yīng)該得益于生物基因工程取得的突破。

讓宇航員的菜單更豐富

Veggie系統(tǒng)的成功給了科學(xué)家極大的鼓舞，他們更進(jìn)一步提出了APH項(xiàng)目。

據(jù)美國《基督教科學(xué)箴言報》消息，近日，一架“大力神5(Atlas V)”號火箭從美國卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，火箭上搭載有給國際空間站的供給和科學(xué)設(shè)備，其中就包括一款迷你冰箱大小的實(shí)驗(yàn)設(shè)施——APH系統(tǒng)。NASA希望能借助這一平臺，在國際空間站上培育出更多蔬菜和其他植物，豐富宇航員的菜譜。

與Veggie系統(tǒng)相比，APH項(xiàng)目使宇航員能更好地控制培育室內(nèi)的內(nèi)部環(huán)境，包括氧氣和營養(yǎng)物水平，甚至可測量植物個體葉片的溫度。APH為植物配備了更為明亮的LED燈，包括能發(fā)出白光和紫外線的發(fā)光二極管，其產(chǎn)出可能是Veggie系統(tǒng)的4倍。

衛(wèi)斯理大學(xué)植物學(xué)教授克里斯·沃爾弗頓表示，類似APH這樣的實(shí)驗(yàn)將成為重要的測試場，開發(fā)最適合在外星培育蔬菜的技術(shù)。他目前已獲得NASA資助，正在對國際空間站上的植物重力感應(yīng)進(jìn)行深入研究。

沃爾弗頓接受《基督教科學(xué)箴言報》采訪時表示：“宇航員維持基本生活所需的食物可以從地球上帶往國際空間站或其他地方;但植物，尤其是綠葉蔬菜，富含各種微生物和微量元素，對宇航員保持健康非常重要。”

APH為火星旅行做準(zhǔn)備

當(dāng)然，APH項(xiàng)目并不只是為了豐富宇航員的餐桌。這一系統(tǒng)配備有很多傳感器和照相機(jī)，主要目的是監(jiān)測植物的生長情況，并提供關(guān)于植物如何適應(yīng)非陸生環(huán)境的信息?？茖W(xué)家認(rèn)為，微重力、輻射以及其他太空因素可能會以意想不到的方式影響有機(jī)物的生長，他們希望獲得更多此方面的信息。

沃爾弗頓解釋稱：“在微重力環(huán)境培育植物遇到的一個主要問題與水的分布有關(guān)。在微重力環(huán)境下，水一般容易形成水滴而非流過生長基座。當(dāng)這些液滴在植物組織周圍形成時，可能會影響局部的‘水流情況’，讓植物無法有效地呼吸氧氣?！?/p>

在第一期實(shí)驗(yàn)“植物棲息地1(PH1)”中，科學(xué)家們選擇擬南芥和矮桿小麥這兩種不同植物的種子來測試新設(shè)備的性能。如果一切按計劃進(jìn)行，擬南芥將成為第一期實(shí)驗(yàn)的主要農(nóng)作物。

維拉諾瓦大學(xué)的愛德華·吉南表示，科學(xué)家最終希望宇航員能借助APH系統(tǒng)和其他類似系統(tǒng)，確定植物在非地球環(huán)境下生長的可行性，種植出更大且營養(yǎng)更豐富的植物，最終為火星探測計劃做好準(zhǔn)備。

吉恩對此解釋說：“火星上的光照只有地球上的50%，缺少光照且不友好的火星土壤對蔬菜種植提出了更大的挑戰(zhàn)，但沒有此類實(shí)驗(yàn)，我們無法知道地球上的蔬菜對火星環(huán)境的反應(yīng)。在國際空間站上進(jìn)行的APH實(shí)驗(yàn)有望讓我們發(fā)現(xiàn)那些最適合在外星環(huán)境種植的植物和蔬菜?！?/p>

據(jù)《今日美國》報報道，APH實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理布萊恩·奧納特也認(rèn)為：“科學(xué)家可借助在太空培育和種植蔬菜，了解更多有價值的信息，從而能在地球軌道之外甚至前往火星的旅程中種植出更多食物。”