@ 2015.07.03 , 03:42

在太空种菜,我们需要LED光源

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地球上的花园可以是无规则的一团糟,但在太空,我们需要蔬菜园像润滑精良的机器一样运行。这就是为什么普渡大学的研究者们正在制定在完全封闭环境里种植丰收农作物的科学上完美的LED鸡尾酒配方。

“地球上的一切最终靠阳光和光合作用驱动”,普渡大学园艺教授Cary Mitchell。“问题是我们如何把它复制到太空里。如果你必须靠有限的能源生成你自己的光照,针对性LED光源是最佳选项。”

人们早就知道LED每种植面积比传统高压钠灯使用少得多的电力。但如果我们能找出可见光频谱中植物们最能愉快地吸收的精确部分,我们理论上能更进一步减少太空花园的耗电。至少对生菜来说,魔法配方是95份红光和5分蓝光照在冠部上方近处。Mitchell领导的新研究发现这个特定光线鸡尾酒能用比全色LED少50%的耗电达到同样的生长产出,而比传统灯光少了整整90%。

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随着送人去火星居留的对话变得更严肃,我们需要在地球外种地的完美技术。如果我们要在红色星球上设立自我持续的殖民地,或者送宇航员去更远的深太空任务,我们就需要太空花园,不仅是为了喂养定居者,也是为了建立能循环二氧化碳、氧气和水的自我包含生态系统。NASA在最近的路线图草稿中已认可了这个需求并确定“生物再生食物系统”是研究重点

但太空中的生命全然不像在地球上。在那里我们认为理所当然的资源,如阳光和空气,会变得难以置信的宝贵和有限。面对将来太空农夫的最大挑战之一,举个栗子,是传统上用来在封闭环境里模拟阳光刺激植物生长所需的600至1000瓦笨重的能量消耗。传统光源也产生大量热量,如果种植者不小心就会脱水或烤焦植物。

“光照占去了大约90%的能源需求,”研究共同作者Lucie Poulet说,“用传统灯光种植你需要一台核反应堆来长期供养四名队员。”

□□种植者和未来太空农夫正在发现,用LED能做得更好。它能被设为只发射可见光频谱中的选定部分。因为演化上的原因植物丢弃阳光能量中的很大一部分,在所有颜色中只使用红色和蓝色。在实验室中一番修补后,研究者们发现喂给生菜含大量红光外加一□□蓝光的膳食能带来最高产出,同时把能量消耗砍掉十倍。

还有很多工作要做——比如Mitchell的团队现在专注微调在植物生命周期中何时增减光照。一旦我们把这一过程对绿叶菜优化,科学家们会转战对光照要求更高的植物,如番茄和玉米。其他人在采取更广泛的视野,建立生物再生系统原型,让植物循环水、营养和大气。

现在的宇宙菜单上还是真空包装餐,但当你乘坐维珍银河邮轮去欧罗巴时,点一份新鲜沙拉可能听上去不会那么疯狂。

你可以在Life in Space Sciences Research看到论文全文。

本文译自 gizmodo,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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