新知｜花果飘香的“太空农场”离咱们还有多远
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编缉、视频制造：于梅君
最近，我国航天喜讯不断。4月26日，神舟十八号成功飞天，航天员将初次在太空养鱼；5月3日，嫦娥六号发射成功，敞开探月新征途，未来将建造“月球基地”、打造“太空农场”。在天上种庄稼——这并非仅仅科幻场景，此前，航天员已在空间站成功打造出“太空菜园”。那么，咱们为什么要在天上种菜、养鱼？树立“太空农场”难在哪儿？
斑马鱼入驻天宫，小鼠上天也提上日程
神舟十八号航天员将在太空养鱼。浩渺太空有太多值得探究的隐秘，为何独独选中养斑马鱼？
我国科学院空间运用工程与技能中心研讨员仓怀兴的答案，是把“太空鱼缸”打造成一个“美观又杂乱”的生态体系——研讨在小型密闭体系中，鱼和微生物的相互作用。航天员为金鱼藻供给LED光源，金鱼藻经过光合作用，发生氧气供鱼呼吸，鱼的排泄物又给金鱼藻供给养分。
在失重环境下，水会呈球状，怎样给鱼喂养？我国科学院水生生物研讨所研讨员王高鸿介绍，在太空养鱼，“鱼缸”要十分紧密，并且水要灌得满满当当，小鱼还要吃特制的“太空餐”，“咱们规划了一种特别鱼食，像牙膏状，用注射器每天推动去一点，让鱼尽量吃完。鱼发生的排泄物，经过管道运到金鱼藻那儿，促进它生长。”
这些小鱼能在空间站生计多久？王高鸿表明，开始方案是安稳运转一个月，获取鱼卵、水样等，假如试验顺畅，这些小鱼的下一代，或许能够在地上上出世。
为什么上太空的是斑马鱼？专家解说，斑马鱼具有养殖便利、繁殖周期短的优势。更重要的是，斑马鱼是脊椎动物，与人类基因有87%的高度相似性，经过它，研讨微重力对脊椎的影响，能够为航天员甚至一般游客长居太空，供给健康参数。
久远来看，这项试验也将为人类完结动物的太空繁殖、养殖，甚至在太空构建更杂乱的生态体系打下根底，为人类移民太空添加或许性。
除斑马鱼外，小鼠上天也被组织上日程。我国载人航天工程空间运用体系副总规划师钟红恩介绍，未来方案在空间站用小鼠进行试验，包含小鼠在太空中的生长，及小鼠在地上受精后在太空孕育，期望经过这些试验，研讨人类在太空繁殖的或许。
其实，像斑马鱼这样的“动物航天员”还有许多。2016年10月20日，神舟十一号和天宫二号成功对接，跟航天员入住“天宫”的还有6只蚕宝宝；2011年，两只金球蜘蛛抵达世界空间站，在零重力环境下结网捕猎；1998年，在“哥伦比亚号”航天飞机中，一只幼鼠在失重状态下自学成才，学会了走路……能够说，人类在太空范畴获得的成果，也有“动物航天员”的一份奉献。
嫦娥六号登月，“月宫农场”还远吗
5月3日17时27分，嫦娥六号探测器成功发射，敞开世界初次月球反面采样回来之旅。按方案，2030年我国将施行载人登月，并树立世界月球科研站。未来的月球科研站长啥样？
4月24日，在2024年我国航天大会主论坛上，我国探月工程总规划师吴伟仁泄漏，以月球南极为中心，世界月球科研站方案于2035年前建成底子型，展开常态化月球科学试验、资源运用与技能验证；2045年前，建成功用完善、安稳运转的世界月球科研站拓宽型，为后续载人登陆火星，展开技能验证和科学研讨。
在月球科研站或火星基地开发建造中，如何为航天员发明合适的日子、工作条件？太空“环控生保体系”将发挥重要作用。
我国载人航天“环控生保体系”，已完结由“补给式”向“再生式”底子转化，现在，我国空间站氧气资源100%再生，水资源闭合度提升到95%以上，打造了航天员最信任的“天宫”生命工程。
我国航天员科研练习中心空间站体系副总规划师刘向阳表明，现在，空间站首要经过物理、化学办法完结水、氧等的循环运用，未来将构建人与生物组成的生态圈——相似“太空农场”，完结食物、水、大气的可继续再生。航天员能够种庄稼、养动物，像在地球上相同日子。
为在月球或火星基地树立“生物再生式生命保障体系”，首先要进行地上模仿试验。
２０１４年５月２０日，“月宫一号”一期体系完结了我国初次长时刻多人高闭合度集成试验（３人、１０５天），氧气和水百分百在体系内循环再生，循环再生了５５％的食物。
“月宫一号”到底是啥？浅显解说，便是构建了一个由植物、动物、微生物组成的人工闭合生态体系，氧气、水和食物，能够在体系内循环再生，这个试验的进阶版，将来要能搬到其他星球（如月球、火星）上。
２０１６年，“月宫一号”完结晋级扩建，总面积１５０平米，植物培养面积１２０平米。此次试验于２０１７年５月１０日发动，８名志愿者分批替换进入“月宫一号”，历时３７０天，于2018年5月15日完结世界上时刻最长、闭合度最高的生物再生生命保障体系试验，氧气和水１００％循环再生，循环再生了８０％的食物。这关于人类完结地外长时刻生计，具有重要的理论和实践含义。
把太空菜种出“地球味”，是个技能活
“未来，人们要树立外星球基地或在太空长时刻驻留，资源上的自给自足十分必要。”上海技物所空间生命科学仪器研发团队负责人张涛介绍，近年来，不少国家都在对太空农场进行可行性研讨。不过，想在太空种庄稼并非易事，光照、温度、湿度、空气、土壤，5个要素缺一不可。
光合作用是植物生计的底子，如安在太空舱里模仿植物所需的光照？研讨证明，植物的光合作用并非吸收阳光中所有的光，例如生菜更喜爱赤色与蓝色的光。因而，低能耗、可调理光谱的LED灯，就成为太空蔬菜光照的最佳挑选。我国航天员初次在太空种生菜时，就选用了红、绿、蓝3种颜色的组合光。
有了光还不可，种菜还得有“土”。科学家现在研宣布一种可生物降解、能重复运用的植物培养基质，具有杰出的通气、保肥和导水功能。
太空感触不到重力，但植物的根仍会向土壤中生长，由于植物不只要向重性，还有向水性。不过，失掉重力带来的空间感，植物的根和茎不能规整地向一个方向生长，而是比较杂乱。
植物的土壤里，设备有含水率监测设备，航天员可依据监测数据，选用注射器给植物及时补水。
2023年12月，神舟十七号航天员采食了“太空菜园”种出的新鲜蔬菜。此前，已有多位航天员体会过当“太空菜农”的感觉，并成功培养过生菜、小麦、水稻和拟南芥。
在新晋级的“太空菜园”里，植物生长所需的光照、水分和养分，都能得到自动化装备，完结了轮流、多批次培养，为未来大规模太空培养奠定了根底。
“太空农场”或以小行星为“肥料”
跟着航天技能的开展，对月球和火星环境进行“地球化”改造，不再是痴人说梦。航天员未来或许能够运用小行星土壤来培养农作物。
2023年12月，在一个评论移居月球办法的会议上，日本冈山大学特聘教授中村荣三论述的“月球农场”想象备受重视。
依据想象，为防止太空射线影响，与人类寓居的基地相同，“月球农场”相同规划成关闭空间，在农场内保持氧气和人呼出二氧化碳的循环，除运用阳光外，还可运用LED等人工光培养植物。
不过，并非仅向月球和火星的砂土中撒种，就能够让植物生长，难点之一在于缺乏养分，而小行星的土壤，或可被改进为“肥料”。
2020年“隼鸟2号”小行星探测器，将“龙宫”小行星的砂土样本带回地球，中村等人运用模仿“龙宫”砂土成分的土壤和水，成功培养了芝麻菜和水菜等。中村指出，“龙宫”小行星的土壤里，富含氢、碳和有机物。
如何将小行星上的砂土运到月球上？假如仅仅少数带回，能够有用运用“隼鸟2号”和“冥王”号探测器的样品收回技能。假如需求很多肥料，则有必要捕捉小行星自身。NASA提出的想象是，用袋子包裹住直径在10米以下的小行星，将其运送到月球或地球邻近。
现在，“太空农场”还离不开“太空温室”。但在后期开展阶段，人类将致力于使外星环境“地球化”。例如，运用含氯氟烃或六氟化钠之类的物质，改造火星气候，使火星逐渐温暖起来；人们还能够在火星和月球上培养越来越多、越来越高档的植物。到那时，“太空农场”便会从“温室”中解放出来，成为未来太空移民真实的“食物基地”。
知多一点
马斯克再发惊人言辞——
人类移居火星方案或在20年内完结
当地时刻4月7日，马斯克在星舰基地进行了一场讲演，详细论述了经过星舰项目，完结人类成为多星球物种的愿景。
为什么推动人类移居使命首选是火星？马斯克解说，其实没有太多的挑选，金星是一个超热的高压环境，不会有人想去。月球尽管很近，但它没有大气层，重力只要地球的六分之一，也不太合适。“从久远来看，咱们能使火星变温暖，使大气层细密，并且在大约40%的外表构成一片液态海洋。这样咱们就能使火星成为一个类地行星。”
马斯克以为，现在是地球45亿年历史上，第一次有或许将生命或认识延伸到地球以外的时机。他想象了一个自给自足的火星文明，以为20年内就可完结这个方针。未来，星舰能够频频地在地球和火星之间运送人员和物资，为树立火星基地奠定根底。
马斯克表明，星链不只为地球供给了高带宽通讯，还将对火星的通讯网络起到关键作用。未来大约每两年，数千艘飞船将从地球动身前往火星，SpaceX方案在卡纳维拉尔角等地树立新的发射塔，以支撑更多的发射使命。
在评论移居火星的详细方案时，马斯克表明，一个自给自足的城市大约需求100万人，几百万吨货品，咱们能够在20年内做到这一点。经过星舰项目的规模化出产和火星上的资源运用，这一方针是可行的。
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