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月球上能种植植物吗？
NASA计划将三种地球植物送上月球，探索其在月球辐射和低重力下的生长潜力，为未来月球生态系统铺路。
三种来自地球的植物即将搬到月球“安家”。
这些植物包括芥菜、水浮莲和一种生长在池塘的浮萍，是NASA阿耳忒弥斯三号任务“LEAF计划”的一部分，预计最早于2026年将这些植物送上月球。这些植物将被置于一个包含空气、热量和内置光源的“生长舱”中，体验月球的重力和大部分辐射。
普渡大学生物工程师Marshall Porterfield博士是LEAF实验的负责人之一，他表示：“我们最关注的是月球辐射对植物生长的影响。”找到适应月球的植物是太空科学家们进行“生物再生”生命保障系统研究的关键。科学家们希望通过植物提供足够的空气、食物和水，以支持可能长达数月或数年的太空任务。
在发射前，植物将先在生长舱中扎根，随后项目将测量它们在月球环境下的生长情况。月球几乎没有大气层，磁场也微弱，地表被太阳和宇宙射线辐射覆盖，辐射强度约为地球的200倍。此外，月球的重力仅为地球的六分之一。当宇航员离开月球后，生长舱将分为两半，其中一半的植物将返回地球研究，另一半则留在月球上。
留在月球的植物将被监测，直到因寒冷而死亡
这次选择的植物之一是拟南芥Arabidopsis thaliana，这种植物因为其在生物学研究中的重要性被称为“模式生物”，其详细研究将帮助科学家更好地理解它在月球环境下的反应。而另一种芥菜类植物是一种可食用油料作物，经过基因改造可快速生长，或许能在月球上派上用场。浮萍则具有太空适应性：它无根生长于水中，有助于净化生长环境的水，并富含人类生存所需的营养。
Porterfield博士的航天研究灵感来自1969年阿波罗11号登月时的记忆，当时他仅3岁。而LEAF项目可以说是他在月球植物生长研究中的一个重要里程碑。他此前已经研究了植物在国际空间站微重力环境下的生长情况。国际空间站上植物生长相当复杂，其中一项主要挑战是植物根部依赖重力来吸水。
Porterfield博士将分析返回地球的植物基因材料，研究它们在月球环境下的适应机制。他们预计植物细胞会产生保护物质，以抵御增强的辐射。留在月球的植物将通过视频监测，直到它们在长达两周的月夜中被冻死。
月夜的温度低于-200华氏度，接近许多气体的凝固点。阿耳忒弥斯三号的宇航员不会在月夜停留，但未来的任务需要解决保暖问题。
Porterfield博士并未参与近期在月壤中种植植物的实验——月壤是一种由岩屑和矿物碎片组成的混合物，覆盖着月球表面。然而，他认为研究植物如何应对真实的月球条件更具意义。首先，不太可能直接在未经处理的月壤中种植植物，因为月壤缺乏地球土壤中的关键化学物质和有机成分。
科学家期望植物能够生成抵抗辐射的物质
Porterfield博士解释道：“我们不会直接在月球上种植植物，而是会使用水培系统。”这些系统重量轻，通过营养丰富的水为植物提供生长环境，而不依赖土壤，从而最大化生长效果。
UCLA系统生态学家Jane Shevtsov是Propagule太空生态研究所的联合创始人，专注于生物再生生命保障系统，虽然她没有参与LEAF实验，但表示：“这个项目和类似研究将有助于为月球上的宇航员种植补充作物。”我们已经知道植物在国际空间站微重力下的反应，但对它们在部分重力下的表现知之甚少。
至于如何应对月球上强烈的辐射，这仍是个大问题。国际空间站位于地球磁场范围内，暴露的辐射远低于月球表面。在中国的嫦娥四号任务上，类似的生物圈实验因工程故障仅持续了九天，而原计划为100天。Shevtsov表示：“此次的主要挑战在于工程设计，确保LEAF不出现类似的故障。”
如果这三种小植物能在恶劣的月球条件下生存，它们或许能为未来的月球花园和农场铺路。
本文译自 World Sensorium，由 BALI 编辑发布。