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据《基督教科学箴言报》5月13日报道，在月球和火星上建立基地，一直是人类的梦想。要建立基地就面临一个吃饭问题，新鲜莴苣或熟透的西红柿通常是许多家庭餐桌上的日常食品。但对于那些要在月球或火星上守侯一年多时间的宇航员来说，这些地球上最平常不过的蔬菜却是让他们垂涎三尺的美食。不管，据一些科学家预测，到2020年前后，太空温室将使月球上种蔬菜的梦想变成现实。
太空探索需要太空温室
科学家指出，要解决未来在月球和火星基地工作的宇航员吃到新鲜蔬菜问题，最好的办法就是建造太空温室。也许不久的将来，太空温室可以为宇航员提供满足他们日常需求的蔬菜，从另一方面讲，这还能降低长期进行太空探索的成本。
果真如此，宇航飞船未来就几乎不需要携带冷冻食品，饮用水，甚至氧气了。虽然这听上去有些遥远，但事实上，科学家们正在地球一些实验室以及加拿大迪温岛和北极圈等环境十分恶劣的地区，进行温室实验。佛罗里达大学太空农业生物工艺学研究教育中心的主任罗布·菲尔表示：“如果将来再执行一个为期一年的太空探索任务，宇航员可能会有足够的食品和水。但对于火星探索任务而言，这可能有很大的难度，我们必须开发出一种循环或生物再生生命保障系统，这样一来，植物才能从我们废物的中再生出食物。在生产食物的过程中，我们还可以生成氧气，对水进行净化。”佛罗里达大学太空农业生物工艺学研究教育中心位于盖恩斯维尔，是美国宇航局下属的一个研究机构。
美国总统布什在今年1月提出了新太空计划，声称最早将于2015年让宇航员重返月球，接着在2020年后，以月球为跳板，对火星进行探索。但由于火星环境恶劣，这对于温室和里面植物的生存都是巨大的挑战。火星的白天温度为50华氏度，而夜晚的温度则下降至零下200华氏度以下，这种巨大的温差有可能会使温室外部结构出现裂缝，从而由于内部环境过冷，里面的植物无法继续生存。
此外，薄薄的火星大气层还不能遮挡住紫外线的辐射，再加上火星表面的气压不足地球的1%，在这种条件下，温室中的植物有可能会被晒干，同时还影响到温室结构的稳定性。火星上的光照时间大约只是地球的一半，为了植物的生长，科学家有可能还得人工造光。
火星种植植物困难重重
但科学家并没有被困难吓倒，他们正在研究基因改良植物，如能够忍受阴暗和干旱等恶劣环境的植物，而且还在开发可随环境变化而变化的温室结构的新材料。
迪温岛可控环境系统研究中心主任、圭尔夫大学环境生物学教授迈克尔·迪克逊博士说：“有一件事是肯定的，那就是如果没有植物和为我们进行大量循环的微生物系统的话，太空温室中的植物就不可能存活。我们不得不解决管理问题和为我们提供所需食物，饮用水和氧气的植物生产系统的能量条件，以及消耗我们二氧化碳的植物生产系统。”
迪温岛可控环境系统研究中心有20多个研究植物生长的不同大小和压力的实验室，长期以来对在富含营养的溶液而不是土壤中生长的莴苣进行研究。该研究所还将对甜菜，大豆，西红柿以及胡椒等植物进行研究。实际上，美国康奈尔大学的食物专家已提出了一个可供6名宇航员生存10天的蔬菜食物菜单。
尽管科学家对月球表面了解甚多，但却从来没有对火星土壤做过实验，因此，科学家目前还不清楚火星土壤是否对人体有害，是否可以供植物生长。但有个好消息就是，科学家找到了火星曾经存在水的证据。迪克逊博士说：“水是否存在，我们是否能获得大量的水，这又是一个问题。如果火星上没有水，那么如何构建火星生命保障系统事实上将是个棘手的问题。”但是迪克逊博士还不能确认植物是否能在低压环境中生存。他正和菲尔博士一起进行实验，以查明是否有必要消除低压对植物生长的影响。
迪克逊博士表示，在低压环境下，水流经植物的速度非常快，由于水分无法长时间停留，植物就容易变干。他说：“我们应该采取的措施之一就是从遗传上消除这种反应，这样，植物就不会将水的这种流动当作一种障碍，从而不会浪费能量。”
菲尔博士正在使用DNA微芯片和荧光染料仔细观察植物中的活动。不过低压对植物也有一个好处，那就是像使植物成熟的乙烯等自然激素也会比较快地流过植物，这样一来，水果和蔬菜存活的时间可能会比较长。一些专家表示，研究以蔬菜为食物的举措有可能会步调一致的进行。美国宇航局肯尼迪太空中心高级生命保障计划植物研究首席科学家雷蒙德·惠勒说：“我们将首先使用一些小的植物生长系统，这种系统可以每3天供应一次沙拉，或一周供应一次草莓等容易腐烂的食物。”他继续说：“当你在火星表面建起基地 [1] [2] 下一页
设施，那么，你在火星执行的任务不仅有了延续性，而且功能会逐渐增大，直到火星上的生命支援功能实现完全‘自治。”
月球将扮试验场的角色
威勒博士表示，研究人员目前正在寻找更加有效的光源，看看有没有提供人造光的必要。而重要的初始试验基地之一就是月球。他说：“如果科学家有什么新想法，可以先在月球上进行试验，成功后，再执行难度更加的火星使命。”
迪克逊坚信某些太空温室技术应该可以应用到地球上。比如，是否转基因植物在火星的阴暗环境里可以正常生长，它们甚至可以在地球的北端气候下种植。迪克逊表示：“如果你想在加拿大种植某种植物，在半年多的时间里你不得不在玻璃或塑料薄膜大棚里种植，维持棚内的温度和光照需要耗费大量能源。但是，如果你把耐阴暗的基因注入加拿大每种温室植物里，那么在种植业中的竞争力会立即显示出来。”
可能应用在地球的另一项潜在的太空温室技术是植物的营养成份控制。荷兰普里瓦计算机公司在加拿大的子公司目前正与迪克逊合作开发离子传感技术，如果成功，这项技术可用来监视植物里的每一种营养成份。他说：“你可以以一种非常简单而有效的方式来控制你的产品的质量。未来的太空温室也需要这样的技术。”
工业合作是迪克逊工作的重要部分，比如，一项正在应用到工业上的太空技术是生物过滤系统，该系统适合象办公大楼这类密封的环境，对里面的空气质量进行实时管理。第一个应用这项绰号为呼吸墙技术的是加拿大生命保险公司，该公司在其1600平方英尺的会议厅的三面墙上安装了这套空气过滤系统，它们将室内空气吸出去，把新鲜空气输到室内。在这样的会议室里开会，你会感到更加精神。
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