LED燈模擬光合作用 太空種菜有機會實現 ?

沒有自循環的生產系統,我們無法在太空中長期生活。

地球上的花園可能沒有規矩,一片雜亂,但在太空裡,我們總是需要菜地像狀態良好的機器一樣運轉。這就是普渡大學的研究人員正在科學地用LED 燈的混合光來產出可口農作物的原因。

普渡大學的園藝教授——加里·米切爾在一項聲明中說:「地球上的一切最終都由陽光進行光合作用」。「我們面臨的問題是怎樣在太空中複製,用有限的能源產生自己的光源,有針對性的LED照明是最佳選擇。」

我們很早就知道,LED每增加相同照明度使用的電量遠遠低於傳統的高壓鈉燈。但如果我們能弄清楚到底是什麼比例的可見光譜能夠使植物愉快的吸收,就可以在理論上進一步減少太空花園的耗能。就生菜來說,至少神奇的靈丹妙藥似乎是按95 :5 的比例在棚頂上放置紅色和藍色指示燈。米切爾的一項新科學研究發現,這種特殊的混合光比使用全覆蓋LED燈節省50%的能源,比傳統燈泡節省90%的能源。

當談到送人類去火星上生活時,我們要更嚴肅一點,所以在地球之外種植植物的技術必須完美。如果我們想在這顆紅色星球建立一個自我維持的殖民地,或將宇航員送往更遠的太空進行任務,我們不僅需要太空花園來養活定居者,還要創建能夠循環利用二氧化碳、氧氣和水的獨立可持續生態系統。美國國家航空航天局已承認這一需要,並在最近的一次研究發展草案上將「再生食品系統」作為重點。

但在太空上的生活和在地球上的生活一點都不一樣。在那裡,我們理所當然的視一切為資源,包括陽光和空氣,都是非常珍貴且不可再生的。太空農民面臨巨大挑戰,例如傳統手段需要使用600-1000瓦的燈泡才能在封閉環境中模擬陽光並刺激植物生長。傳統照明也會產生多餘的熱量,如果種植者不小心有可能使植物脫水或燒焦。

研究者露西-波利特說,「照明在能源需求中大概佔 90%,如果使用傳統燈光種植植物,你需要一個核反應堆才能養活四個人。」

大麻種植者和未來的太空農民都發現,只發出可見光的LED燈是最好的選擇。植物扔掉了太陽的大部分能量,進化使得植物在所有顏色中偏好吸收紅光和藍光。在經過實驗室改造之後研究人員發現,用少許藍光和大量紅光喂養的生菜產量最高,削減了十倍能源消耗。

米切爾研究組還有很多工作要做,例如研究在植物的整個生命週期中如何適時增減光照。一旦得到最優的綠葉蔬菜光照過程,科學家們將開始研究更多植物要求的光線,如蕃茄和玉米。

現在的宇宙菜單上也許只有真空包裝的食品,但等到你開始去往歐羅巴的處女航時,點一份新鮮的沙拉也許聽起來很尋常。(責編:Flora)



來源:蝌蚪五線譜


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