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月亮 沙拉 月球 未来 农业

未来的月球农业:“月亮沙拉”里有什么?

jnlyseo998998 jnlyseo998998 发表于2023-04-30 04:02:02 浏览140 评论0

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想象一下,你是一名月球宇航员,辛苦地工作了一天,建造你的实验室或挖掘月球岩石。你回到栖息地小屋问道:“晚餐吃什么?”答案很可能是“我们从月球沙拉开始吧”,以生菜和其他在月球表面生长的好东西为特色。这是科学家正在研究的一个想法,作为一个名为“月球植物”的项目的一部分,该项目旨在找出在月球上种植健康蔬菜的方法。

上图:SINTEF 研究员加琳娜·西蒙森在特隆赫姆 CIRiS/NTNU 社会研究中心的实验室里,展示了月亮沙拉的生长培养基。

显而易见的想法是使用水培法开展月球农业。因为,月球上并没有像地球那样的良好行星土壤,所以它们需要其他东西。欧洲独立机构 SINTEF 的研究员加琳娜·西蒙森(Galina Simonsen)正在探索水培和水产养殖的不同方法。

西蒙森指出,使用月球风化层并不是一个好主意,因为它很难用于植物生长。而且,“农场环境”必须在室内,因为月球表面会交替被烘烤或冻结。

水培法(有时称为“水产养殖”)需要大量的水。这在月球上是相当丰富的,但必须有人提取、运输和融化它以供使用。西蒙森说:“雷达数据表明,月球极地地区拥有超过6000亿公斤的冰。这些水足以填满大约24万个奥运会规模的游泳池。虽然,这比我们在地球上的要少得多,但足以使人类维持一定程度的活动。”

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上图:未来月球农场的概念图。像这样的地方,可能是月球居民获得新鲜沙拉和其他蔬菜的地方。

月球沙拉所需的基质

这就解决了水培法的水问题。然而,任何地球上在水中种植植物的人都知道,植物的根需要固定。而且,这些水上花园是需要肥料的。岩棉等“土壤替代品”解决了第一个问题。西蒙森说:“我们正在努力找出如何让这些植物在不枯萎的情况下生长。这涉及到确定一种生长介质,使植物能够形成一个根系,并为它们提供足够的支持。”

在地球上,使用水培法的人们依靠岩棉代替泥土。它在地球上很好,但不是月球农场的可持续替代品。西蒙森解释说:“将岩棉送到月球可能需要花费每公斤超过1800万美元。因此,我们可以使用一种完全可回收、循环利用的材料,这一点很重要。它必须轻便且多功能。”

换句话说,月球农民需要一种从其他用途回收的材料。事实证明,SINTEF团队和芬兰的一组研究人员就有一个很好的替代品。这是一种来自植物废料的纤维素替代品。它看起来像压缩过的干草或稻草。它将作为向月球运输设备的绝缘体发挥很好的作用。设备开箱后,水培农场就可以将其作为种植蔬菜的植物基质。

上图:这些基于纤维素的立方体比它们看起来更先进。它们将使在月球上种植月球沙拉和其他食用植物成为可能。

给月球沙拉植物施肥

纤维素包装材料解决了一个问题。但是,如何给月球上的植物施肥呢?月球上没有太多的材料来制造地球农场经常使用的化肥。月球风化层中可能有一些营养物质,但远不足以维持大量的农场作物。因此,月球探险者将转向一种可靠的方法来为农场提供营养:回收尿液。将尿液与水混合,你就会得到“液体黄金”,它可以保持植物的健康和生长。这使得它作为肥料非常有价值。它可以提供氮、钾和磷。

然而,在地球上,人们通常不会把尿液作为食物植物的肥料。这是因为害怕传播疾病。还有其他问题。西蒙森说:“使用尿液作为肥料的障碍,包括对食用植物种植中使用人类粪便的严格规定。此外,处理人类尿液通常是不愉快的,再加上气味,而且它会释放出长期存在的有机环境毒素和微量金属。”

上图:这些生菜生长在由纤维素制成的“土壤”中,并以人类尿液为肥料。SINTEF的研究人员建议,对月亮沙拉和其他植物性食物采用类似的生长方法。

然而,这些都不是无法克服的问题。西蒙森说,如果尿液回收有助于种植沙拉植物,那么月球农民也可以种植其他可食用植物,这些植物可以帮助调节水质和系统中的营养平衡。她指出,在未来的月球“液体黄金”中生长的植物需要仔细分析。“这样我们就可以确定安全阈值,以便批准将其作为食品来源使用。此外,植物本身必须含有足够的营养。”

月球沙拉应用于地球花园

西蒙森说,利用纤维素基质在月球上进行植物繁殖的想法,来自于地球上用于石油和天然气运输的技术。她说:“我们在大型设施中应用的流体碳氢化合物输送方法,可以转移到在这些植物基质等微小结构中工作的机制中。”西蒙森解释说:“我们的目标是构建一个数字模型,模拟影响基材行为的不同因素。这将使我们能够在与月球相同的条件下进行模拟,包括失重的影响。”

事实证明,同样的技术,包括再利用尿液中的“液体黄金”,将在地球上更干旱的地区发挥作用。西蒙森表示:“这种种植方法可以应用于任何地方,在资源利用方面尤其重要。尿液中含有磷,这是一种不可再生的资源,而目前在许多情况下使用的岩棉是不可生物降解的。”

西蒙森和其他科学家希望,将这些方法应用到即将到来的阿尔忒弥斯登月任务中。这次旅行和其他旅行是对月球表面进行长期探索和居住的第一步。

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