正如我们许多人在雷德利·斯科特导演的科幻电影《火星救援》中所看到的那样,火星的土壤缺乏维持植物生命所必需的有机营养物质。为了解决这个问题,马特·达蒙(Matt Damon)饰演的马克·沃特尼(Mark Watney)用自己的粪便来补充原本已经死亡的土壤,并种植土豆。但这一科学与第一批火星农民如何将农业引入这颗红色星球相匹配吗?
除了实验随着农作物在太空中生长,美国国家航空航天局(NASA)正开始试验“火星花园”,以找出哪些蔬菜可以耐受来自火星的土壤。
“根据定义,土壤包含有机物;这里有植物,昆虫,蠕虫。火星并没有真正的土壤,”肯尼迪航天中心食品生产高级项目经理拉尔夫·弗里切说,在新闻发布会上说。
为了模拟火星上破碎的火山岩,研究人员从夏威夷收集了100磅类似的土壤。从生菜开始,他们在三个变量下监测其生长:一个在模拟环境中,一个在添加了养分的模拟环境中,一个在盆栽土壤中。令人惊讶的是,在火星土壤条件下生长的生菜中,约有一半成功存活,但根系较弱,生长期较长。研究人员报告说,对于那些好奇的人来说,这种蔬菜尝起来完全一样。
![火星的花园](http://www.cellsaddle.com/thmb/6hT0V054EVfHJssnwfVZlKp3Gm0=/1000x667/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/__opt__aboutcom__coeus__resources__content_migration__mnn__images__2016__10__plants-martian-garden-187c9d00a8ba45838ae2d0b19142edb5.jpg)
该团队计划用各种营养蔬菜进行实验,如萝卜、瑞士甜菜、羽衣甘蓝、大白菜、雪豆、小辣椒和西红柿。
空中花园
![这个18英尺长的透明管道包含一个水培空中花园,还可以回收空气、水和废物。](http://www.cellsaddle.com/thmb/afDCU2H_PpToChepWg1VbO8o06U=/700x432/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/__opt__aboutcom__coeus__resources__content_migration__mnn__images__2017__04__hanging-garden-4b63db0dd44148dcb6c285794b56c8a6.jpg)
在另一项单独的实验中,肯尼迪高级生命支持研究中心的科学家们正在研究“月球/火星温室原型项目”,该项目旨在为火星、月球或外太空其他无法从地球上提供农产品的地方的宇航员种植蔬菜。
“我们正在与亚利桑那大学的科学家、工程师和小企业团队合作,开发一个闭环系统。肯尼迪高级生命支持研究中心的首席科学家雷·惠勒博士说:“这种方法利用植物来清除二氧化碳,同时提供食物和氧气。告诉Phys.org.
原型本身是一个可充气的可部署系统,研究人员称之为生物再生生命支持系统。随着作物的生长,这个系统可以循环利用,水,废物,并使空气恢复活力。该系统是水培,所以不需要土壤。水要么随任务而来,要么就地收集——例如在月球或火星上——富含营养盐,并不断流经植物根系。系统中的空气也被循环利用。宇航员呼气二氧化碳,植物会吸收。通过光合作用,植物为宇航员生产氧气。
让我们暂时回到《火星救援》
马特·达蒙饰演的角色真的只用他的粪便就给火星土壤带来了生命吗?是也不是。电影和原著都没有提到的一点是,火星土壤中含有高氯酸盐,这是一种对人类有害的盐。
美国宇航局凤凰号火星任务首席研究员彼得·史密斯(Peter Smith)在2013年说:“任何想要在火星表面生活的人,最好考虑一下高氯酸盐与人体的相互作用。到Space.com。“0.5%的利率是一个巨大的数字。极少量被认为是有毒的。所以你最好有一个计划来处理表面的毒物。”
正如《火星救援》的作者安迪·威尔后来发现的那样,这显然是一个相当容易克服的问题。
“你可以直接把它们从土壤中冲洗出来,”他告诉《现代农民》杂志。“清洗土壤,把它浸泡在水中,水就会把高氯酸盐冲走。”
用粪便补充有机营养的另一个问题是,它也含有人类病原体。虽然我们自身的病原体不会伤害我们,但其他船员的粪便混合可能很快就会导致问题。值得庆幸的是,Weir在他的书中有一个解决方案。
“宇航员的排泄物都被完全干燥、冷冻干燥,然后倾倒在火星表面,装进袋子里。”Weir加入MF。“里面的任何病原体都可能已经死亡。”
让我们希望美国宇航局能找到一种更美味的方法,在火星上种植第一批蔬菜。