如何在太空中种植作物

美国商业太空服务公司Nanoracks雄心勃勃地计划运营轨道温室，在那里培育变异作物，在气候变化不断加剧的情况下，这些作物可以使地球免于饥荒。

这个计划似乎有一些科学依据。据国际原子能机构(International Atomic Energy Agency)称，70多年来，育种家一直在利用电离辐射等极端物理应激源在植物DNA中制造新的可遗传突变。伽马射线、x射线、快中子和紫外线都已成功地在种子、幼苗或花粉上进行了试验，以培育出抗虫害和极端天气的更有弹性的作物，并能够提高产量。

据中国科学院称，空间诱变是这类作物处理的一种极端形式，自1987年以来，中国一直在使用这种技术。这个东方超级大国已经通过返回式卫星、高空平台和神舟飞船将各种物种的种子送上了太空。研究人员发现，在宇宙辐射、微重力和弱磁场的极端太空环境下，植物DNA突变的发生率增加了1%。相比之下，在地球上，这些突变的发生率为20万分之一，陕西省植物太空育种工程研究中心主任郭睿在2018年被《南华邮报》引用。

据《中国日报》报道，对空间突变作物的进一步试验导致产生了200多种新的作物突变变种，包括水稻、小麦、棉花、芝麻、辣椒、番茄和苜蓿，这些作物已被释放给中国农民。

Nanoracks的首席执行官杰弗里·曼伯(Jeffrey Manber)说:“多年来，已经发表了许多论文，展示了在恶劣环境下出现一些有趣的生物质产品的具体实例，这些产品即使在沙漠条件下也能很好地运行。E&T．“这些植物在太空中进化，要么是通过基因水平的变化，要么是通过辐射的影响，没有重力，要么是所有这些因素的组合。”

《中国日报》称，自2003年批准首种用于人类消费的太空水稻以来，中国的高产抗病太空作物已经帮助缓解了包括青藏高原在内的许多干旱地区的贫困。

纳诺拉克斯现在希望效仿中国与阿拉伯联合酋长国(UAE)合作的成功。阿联酋是一个干旱的阿拉伯国家，其居民所需的粮食约90%靠进口。

这家美国航天公司已与阿布扎比投资办公室(ADIO)合作，计划在阿联酋建立StarLab太空农业中心，在那里，研究人员团队将研究和选择有前途的细菌、微生物、生物膜和植物类型，随后将这些细菌、微生物、生物膜和植物送往太空进行突变。

曼伯说:“我们希望在2021年底，我们能够将我们的第一次研究从星际实验室发送到国际空间站。”“我们可能会在我们的主教气闸中建立一个小温室，并将其用作试验台，然后在未来五年内可能进入一个独立的轨道自主平台温室。”

纳诺拉克斯的主教气闸是第一个商业资助的气闸，它被送往国际空间站，在那里它将承载小型研究有效载荷。它于2020年12月6日由SpaceX公司交付到轨道前哨站，并在两周后连接到“宁静”太空舱。

在太空旅行之后，这些植物将受到更多的研究和实验，目的是进一步改善它们最有希望的特性。

阿联酋已经在与低农业生产力作斗争，希望从这些空间突变实验中出现的新作物物种将使该国更加自力更生，并在全球变暖的情况下帮助确保人口的需求。

根据联合国粮食及农业组织2016年的数据，阿联酋大部分地区被沙漠覆盖，淡水资源缺乏，目前仅占其土地的5%左右。ADIO希望新的太空培育品种甚至可以在一些更干旱的地区生长。

曼伯说:“新冠肺炎和气候变化真的让我们看到了发展中国家和发达国家粮食安全的脆弱性。”“我们相信有一条研究途径，太空可能是解决气候变化和地球气候日益增加的危害的有效方法之一。”

曼伯解释说，纳诺拉克的努力与目前大多数太空农业研究的方向相反，目前的太空农业研究着眼于如何在太空、月球和火星之旅中为宇航员提供食物。

2020年11月30日，国际空间站上的宇航员收获了在先进植物栖息地种植的萝卜，这是用于空间站植物研究的设施之一。农产品被送回地球进行分析，但太空机构投资太空农业研究的原因是最终为宇航员提供新鲜蔬菜。

美国宇航局表示，在长时间的旅行中，比如火星之旅，复合维生素片不足以保持宇航员的健康。虽然国际空间站上的工作人员可以依靠来自地球的冷冻干果定期运送，但进入深空的冒险家必须更加自力更生。

国际空间站的宇航员已经可以偶尔用蔬菜实验室种植的新鲜生菜来调味他们的饮食，蔬菜实验室是一个微型太空花园，大小相当于随身行李。