在太空環(huán)境中種植植物并不是夢想
模擬圖：利用月球隕坑建造“太空農(nóng)場”，可從月球土被層獲得至關(guān)重要的營養(yǎng)元素
研究人員設(shè)計了一種可在月球上生長花卉的“溫室”
阿波羅16號宇航員在月球土被層收集巖石碎片
[page]目前，科學(xué)家希望繼美國宇航局“阿波羅號”系列飛船實現(xiàn)有人登陸月球之后新一輪的實驗測試——月球上培育植物和研究月球土被。月球土被是由灰塵、土壤、分解巖石和其它礦物質(zhì)構(gòu)成的疏松結(jié)構(gòu)，位于固體基巖最外層。“阿波羅”時期研究顯示月球土被層采集的樣本并沒有毒性，也沒有威脅植物、動物或者人類生存的外星球污染物。但是限制使用珍貴的月球土被層意味著科學(xué)家無法更好地研究植物如何在土被層中生長。
美國佛羅里達州立大學(xué)遺傳學(xué)家羅伯特-費爾(Robert Ferl)說：“盡管我們對阿波羅時期的科學(xué)革新完全稱贊，但是將植物種子種在月球土被層是否能夠發(fā)育生長的問題仍未解答。”
費爾和佛羅里達州立大學(xué)另一位遺傳學(xué)家安娜-利薩-保爾(Anna-Lisa Paul)希望能夠恢復(fù)阿波羅時期未完成的月球?qū)嶒?，目前借助過去幾十年里研制的新型工具可以更好地研究月球分子生物學(xué)和遺傳學(xué)，分析植物基于月球土被層所出現(xiàn)的基因分子等級反應(yīng)。
最新研究潛在地顯示植物如何提取月球土被層中的一些營養(yǎng)元素，這將實現(xiàn)月球農(nóng)業(yè)夢想——轉(zhuǎn)換植物成為“行星收割機”，并最終有利于人類在外星球表面上生存。保爾解釋稱，這不僅僅是使用月球和火星土被層生長植物，這些植物將成為‘收割機’，從外星球土壤中提取人類無法獲取的寶貴營養(yǎng)元素。目前，這項研究發(fā)表在近期出版的《天體生物學(xué)雜志》上。
安全第一——月球土壤經(jīng)檢測“無毒”
在首次人類登陸月球的月球勘測任務(wù)中，美國宇航局在約翰遜太空中心建造月球恢復(fù)實驗室(LRL)，十分謹慎地對采集的月球樣本進行檢測。月球恢復(fù)實驗室的建造目的是確保沒有危險的污染物或者未知外星生命形式由宇宙飛船攜帶進入并威脅地球生物圈，當(dāng)時研究人員還使用月球土被樣本進行了生物學(xué)實驗。
隨著前期研究顯示植物接觸月球土壤樣本后不會凋謝和死亡，所有的月球污染威脅性便很快消除。阿波羅11號和12號采集的月球土壤樣本涂抹在35種植物的葉片和根部，這些植物仍處于健康生長狀態(tài)。按照類似的方法，動物在接觸月球土壤樣本后也未出現(xiàn)任何疾病反應(yīng)。
事實上，一項研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽幼苗和植物培基似乎受益于月球土壤樣本中的營養(yǎng)物質(zhì)，月球灰塵和土被層包含著某些有益于植物生長的元素，比如：鐵、鎂和錳，甚至包含地球缺乏的必要營養(yǎng)元素，比如：氮、磷、硫和鉀。
這潛在地表明使用植物可從月球上“收割”營養(yǎng)元素和礦物質(zhì)，并暗示著月球農(nóng)場除供給宇航員生存之外，還可實現(xiàn)更廣泛的生命供給。費爾說：“按照幾年前一項令人感興趣的月球農(nóng)場模式，植物可生活在月球表面的低壓艙中，宇航員或者人類月球移民身穿太空壓力服收割這些植物?！?/P>
月球土壤種植植物
葉片與月球土壤樣本接觸后，植物仍能幸存下來，但研究人員稱，在最后一次月球土壤實驗之后30年，將存在許多的不確定性因素。例如：阿波羅時代土壤實驗并未檢測月球土壤如何影響細菌或者真菌等正常輔助收獲營養(yǎng)元素的微生物。甚至人類宇航員身體上的微生的也可能影響植物根部的根圈土壤。
保爾說：“通過在植物根部寄宿大量有機物，可以分解和傳送營養(yǎng)物質(zhì)。伴隨著植物的生長，可實現(xiàn)對月球土被層中營養(yǎng)分子的提取和收割。”研究人員稱，最新實驗并不需要重返月球，現(xiàn)已對美國宇航局采集的數(shù)百克月球土壤樣本中提取幾克用于培育植物。保爾指出，僅使用1克月球土壤添加在土壤中種植擬南芥、卷心菜和小蘿卜。
未來在月球和火星建立“太空農(nóng)場”至關(guān)重要
只要人類在月球建立基地，像這樣的植物實驗也可在月球表面上進行。這些實驗不僅能回答關(guān)于基礎(chǔ)植物生態(tài)學(xué)問題，也可獲得地球之外種子發(fā)育生態(tài)學(xué)的相關(guān)知識。費爾說：“我們的一個目標(biāo)是利用植物為生命存在提供供給，并發(fā)現(xiàn)外星球培育植物的最佳利用方案。其他的問題是地球生命的限制，以及月球表面對于地球生態(tài)棲息性的適應(yīng)性?！?/P>
這項研究還將揭開火星土被層種植植物所面臨的難題，盡管當(dāng)前地球上沒有火星土壤樣本，但一些地球研究已增加某些化學(xué)元素模擬火星土被層，并開始種植植物。
保爾說：“抵達火星是非常困難的，這是由于攜帶宇航員的所有生存物資實現(xiàn)整個火星往返之旅變得很困難。因此，如果實現(xiàn)在火星表面種植可食用、供給生命的植物則是至關(guān)重要的!”
更多的地球?qū)嶒瀸椭こ處熀涂茖W(xué)家更好地設(shè)計未來太空軌道農(nóng)場或者地外農(nóng)場。意大利工程學(xué)顧問克勞迪奧-費納托(Claudio Finetto)說：“在地球上模擬測試外星球環(huán)境非常重要，可用于建造至關(guān)重要的太空農(nóng)場模型?！彼屯掠嬎愕厍蛏?0%食物再供給的生物恢復(fù)性生命供給系統(tǒng)，將供給18人構(gòu)成的月球基地5年以上的食物。
