在 20 世纪取得的众多科技成就中,太空竞赛是最引人入胜的成就之一:我们成功地克服了地球引力,将人类和机器送入地球轨道并登上月球;未来,我们的目标直指首次载人火星任务。即使在这次冒险中,植物也将与我们同行!
国际空间站(ISS)已在地球轨道上连续运行了二十多年,接待了执行长达数月研究任务的宇航员和科学家团队。 这项研究的目的之一是开发能够在地球轨道以外的任务中保持乘员生命的技术。
多年来, 美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)等航天机构一直 在进行实验,以了解植物是否以及如何在微重力环境中生长, 在国际空间站上种植植物的原因有很多, 其中包括
- 测试能够承受人工照明和饲养条件的最佳物种,以便为管理火星上的多年温室做好准备;
- 选择支持机械过滤器作用的植物品种,以清洁空间站内、未来长期旅行的航天器内以及月球或火星永久定居点内的空气;
- 在一袋袋冻干烤肉和千层面之间加入新鲜沙拉,从而改变地球轨道上机组人员的饮食习惯;
- 改善心理状况:与花朵和树叶的接触似乎会对宇航员的情绪产生非常积极的影响,他们几个月来对地球上的植物只有模糊的记忆。
轨道植物学的第一步可以追溯到 20 世纪 80 年代初:《世界植物志》记录了 记录在太空中栽培的第一种植物的记录属于俄罗斯空间站 “礼炮-7 号 “的机组人员;苏联宇航员成功地完成了一株 拟南芥播下种子,种子发芽并通过形成生殖器官完成生长过程,最后完成受精、胚胎形成和成熟阶段。在短短四十天的时间里,这一切都取得了圆满成功!
特别是宇航员唐纳德-佩蒂特(Donald Pettit),他在国际空间站停留的五个月时间里培育了一个小菜园。 佩蒂特使用带有压力密封圈的普通塑料袋,成功地培育出了西兰花、向日葵和西葫芦幼苗,但这些幼苗并没有长到足以结果的程度,只是提供了一种舒缓的 “消遣”。
但美国国家航空航天局并没有放弃,不久之后就启动了一项名为 “VEGGIE“的 太空农业计划,该计划以气生植物为基础,即不使用土壤,而是通过富含矿物质肥料的雾化系统对植物进行人工维持和喂养,直接影响根系的温室植物生长过程。
VEGGIE 项目的温室仍然很小,只有厨房烤箱大小,但具有可折叠和可扩展的优点;光源由一个装有红、绿、蓝 LED 的面板提供。
在国际空间站上播下的第一批种子是莴苣和紫云英:后者开出的花对环境参数和光照变化非常敏感,生命周期为 60-80 天;这种植物很难成功种植,但却是在不久的将来在空间站上种植番茄和辣椒植物的极佳前体。罗马莴苣的测试结果 在各种生化测试中 目前宇航员正在食用的还有萝卜、扁豆、绿色莴苣和大白菜,所有这些都是在太空中生产的!
植物还可以解决另一个问题,这不仅是国际空间站的典型问题,也是我们的家庭和办公室的典型问题:有限的空间和几乎完全塑料的结构会产生高浓度的VOC(“挥发性有机化合物“的缩写),即苯、甲醛、三氯乙烯和其他由胶水、油漆、管道和接头释放的有害物质。
为了使航天器内的空气更易于呼吸,美国国家航空航天局启动了 “清洁空气研究 “计划,以测量观赏植物能吸收多少挥发性溶剂以及哪些挥发性溶剂。 约有 20 种常见的室内植物接受了测试,包括常春藤、蒲葵、芦荟、龙血树、匙吻鲟和三叶草。
研究结果表明,除了通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧气外,这些物种还能起到“生物过滤器“的作用,清除上述污染物,其清除量比某些国家现行的法定标准和世界卫生组织建议的标准高出十倍!
植物是基本营养成分和活性成分的来源,这些成分一直被用于医药领域,它们是舒缓身心的良药,也是家中空气的净化器:与植物界的绿色朋友为伴,我们可以获得很多益处。