火星农业最新研究进展论文

据外媒报道，火星之所以成为无生命的荒原，原因不止一个。不仅温度和缺水让生命难以应对，磁场的缺乏也意味着辐射不断地冲击地表。如果人类计划在这颗红色星球上度过更长的时间，他们将需要支持一种额外的生命类型--作物。 然而，据瓦格宁根大学和代尔夫特理工大学的研究人员发表的一篇新论文显示，即使是火星表面的温室也不足以保护植物免受火星表面致命辐射的伤害。 理想情况下，火星表面的农业应该由温室圆顶组成，让照射地球的有限阳光直接照射到作物上。然而目前的温室玻璃技术无法阻挡持续照射火星的致命伽马射线。火星上的伽马辐射水平约是地球上的17倍，足以显著影响生长在温室表面的作物。 研究人员进行了一项实验，他们种植了菜园里的西洋菜和黑麦并测量了在火星辐射水平下和在“正常”环境中只有地球辐射水平下种植的作物的产量。辐照组的作物最终变成矮生，叶子呈褐色，在生长28天后收成显著减少。 为了模拟伽马辐射环境，该项目的大部分工作都是由本科生Nyncke Tack完成，他使用了5个单独的钴60放射源。它们被均匀地分散在测试作物的头顶上以创建一个“辐射面”，类似于火星上一直存在的辐射场。 尽管固体更容易阻止这些类型的辐射，但其他混杂的因素--包括增加β和α辐射--也可能导致作物腐烂。研究小组对他们的发现并不感到惊讶，他们建议在地球风化层阻挡大部分辐射的地方以建造地下农场。这样做有一个明显的缺点，就是会失去阳光，并且有一个额外的好处，那就是成为一个更可控的环境，LED和温度控制则能填补表面的环境条件。 为了证明研究人员的理论，他们接下来将征用荷兰的一个冷战时期的地堡，看看如果辐射来自外部，同样的辐射实验是否会影响种植在内部的作物。虽然不能直接模拟火星风化层，但这是一种理解人类最终如何在天空中耕种的新方法。

第一批登陆火星的人类殖民者将不得不放弃地球上的许多物质享受，比如享受臭氧层，或者选择放弃养育火星上的基因工程婴儿。幸运的是，这些穷困潦倒的殖民者可能不会放弃一个基本的人间便利就是酒。格鲁吉亚是一个有着8000年葡萄种植传统的国家，它正在把自己的顶级空间和葡萄酒科学家投入到研究如何在火星上种植葡萄的工作中。这个名为IX Millennium项目表面上是对格鲁吉亚第九个千年酿酒计划的肯定，它将涉及火星农业基础设施建设的几个阶段的研究。关键的一步是确定地球上最适合抵御这颗红色星球的强烈辐射、可怕的沙尘暴和剧烈温度波动的葡萄品种。这项研究将有助于在2024年之前为火星上的永久定居点提供水源。这一年，SpaceX公司的创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)计划在火星上进行首次载人飞行(NASA希望在本世纪30年代也能这样做）。格鲁吉亚太空研究机构(Space Research Agency)创始人、葡萄酒项目顾问尼科洛兹·多博吉尼泽(Nikoloz Doborjginidze)说：如果有一天我们要在火星上生活，格鲁吉亚需要做出贡献，我们的祖先把葡萄酒带到了地球，所以我们可以对火星做同样的事情。 据格鲁吉亚新闻机构报道，新太空葡萄酒项目将于今年晚些时候启动，在首都第比利斯的一家酒店内安装“垂直温室”。在那里，地面到天花板的土壤和种子荚(包括葡萄、草莓和芝麻菜)将在水培灯下生长，人类的干扰最小，模拟火星上受控农业荚的可能条件。与此同时，格鲁吉亚葡萄酒专家正在努力研究哪种葡萄品种最适合在火星恶劣的环境中生存。据《华盛顿邮报》报道，未来几年，第比利斯商业技术大学(Business Technology University)的研究人员计划在实验室中模拟火星环境，将土壤样本暴露在零下环境、高浓度的一氧化碳和稀薄的空气中，以模拟“地球上20000英尺(6000米)高的大气压力”。这些实验可能至少要到2022年才会有结果，但科学家们已经预感到，白葡萄酒在这个红色星球上最受欢迎。乔治亚葡萄园实验室主任Levan Ujmajuridze说：白人往往对病毒更有抵抗力。所以，我想它们也能很好地抵抗辐射，他们的皮肤可以反映出来。这些实验可以很好地为未来的火星人提供葡萄藤——但实际的发酵、装瓶和陈酿将取决于他们。目前还没有人确切知道在微重力条件下如何发酵葡萄，但美国宇航局科学家认为这是可能的。乔治亚州研究小组的酗酒实验并不是第一次尝试太空农业。国际空间站(ISS)上的宇航员已经开始在微重力条件下种植沙拉作物，而中国最近部署的嫦娥四号着陆器将尝试在月球上种植土豆和芥蓝(一种类似卷心菜和芥菜的开花植物)。与此同时，百威啤酒(Budweiser)制造商已三次将大麦种子送入太空，希望成为“火星上的第一款啤酒”，而从2011年到2014年，一批阿德莫尔(Ardmore)苏格兰威士忌在国际空间站上度过了三年时间。该项目向地球人表明，即使是一滴古老的纯净水，显然也无法免受微重力的破坏；据报道，这款苏格兰威士忌回家后尝了一口“消毒含片”和“橡胶烟”。