NASA太空LED植物工廠成功: 太空植蔬即食餐33天收成

NASA展示太空站LED植蔬成果: 太空即食餐33天收成

太空人即將在國際太空站展示他們栽培的太空植蔬:紅蘿蔓萵苣,種在用來測試植物於外太空生長情形的植蔬系統。(照片來源:NASA)

終於,在太空微重力環境下栽培的新鮮植物正式登上NASA國際太空站太空人的菜單。遠征44小組的團隊成員,包括駐守一年的太空人史考特‧凱利(Scott Kelly),已經準備好在8月10日展示他們的收成:太空版紅色蘿蔓生菜。這些紅色蘿蔓生菜是來自於軌道實驗室的植蔬生長系統。

在開動之前,太空人會用檸檬酸基底的食用級安全消毒巾消毒菜葉。他們會吃掉其中一半的收穫,另一半會打包冷凍起來,帶回地球進行科學分析。

 

Veg-01「栽培包」33天可收成

 

NASA的植物實驗名為Veg-01,用以研究植蔬在太空軌道上的運作以及生長效能和裝有種子,植物扎根的「栽培包」。

NASA持續催生太空站的植蔬科技,以提供未來的太空人可永續發展的食物來源─載人火星任務非常重要的一環。隨著NASA朝長程太空探索任務出發,更加深入太陽系,蔬菜將會是太空人團隊重要的食物來源。並且也可做為太空人在執行外太空任務時的休閒活動。在開始栽培之前,種子已經在太空中靜置15個月。第一個栽培包在2014年5月啟用,由遠征39小組的飛行工程師史蒂芬‧史旺森(Steve Swanson)澆水、栽培。在33天成長後,成功收成並在2014年10月回到地球的甘迺迪航太中心,並接受食物安全分析。第二個Veg-01栽培包在7月8日啟用,由凱利負責栽培33天並且收成。

NASA計畫在外太空以及其他星球上種植可食用植物做為太空人食物補給。像植物這樣的新鮮食物提供必要維生素和營養,將成為永續深入太空探索的重要條件。(照片來源:NASA)

植蔬系統由位於威斯康辛州的美國軌道科技中心(ORBITEC)研發,並且在甘迺迪航太中心經過測試,才進入太空。蔬菜和兩組裝有蘿蔓種子的栽培包以及一組百日菊一起在2014年4月隨SpaceX任務送至太空站。

 

LED植物工廠太空版

 

可拆分且可延伸的植蔬單位,由一個淺層的平板構成,裝有紅藍綠三色的LED燈供植物生長及方便觀察。使用LED燈栽培植物的概念可追溯至1990年代的NASA計畫。當時的高級維生計畫由雷‧韋勒(Ray Wheeler)博士帶領,在位於甘迺迪的探索研究及科技專案辦公室進行研發。

韋勒博士和工程師以及來自美國軌道科技中心的創新研究計畫小組合作,一起研發植蔬系統。喬亞‧馬沙(Gioia Massa)博士是NASA位於甘迺迪的植蔬專屬科學家。馬沙博士和團隊研發出這套太空用的植蔬單位,並加以驗證確保能在太空生長。籠罩著植蔬系統中植物的紫/粉色燈光是來自於一組紅和藍燈組合,經過設計,能發出比綠色LED燈還要多的光。同時加入綠色LED燈照射,中何紫光下,讓人覺得有點奇怪的樣貌,讓植物看起來更像能吃的東西。韋勒表示:「藍色和紅色的波長是植物生長的基本條件。它們應該是以電力轉換成光能量而言最有效率的顏色。綠色LED則幫助強化人類對於植物的視覺效果,但其實發出的光並不像紅、藍燈那麼多。」

2010至2011年,韋勒、馬沙和蓋瑞‧史塔(Gary Stutte)博士曾在NASA的環境演練單位(Habitat Demonstration Unit)近亞利桑那州的沙漠區進行相似實驗,栽培植物。韋勒博士表示植蔬系統將會幫助NASA了解更多有關在受控農業環境中栽培植物的資訊。相似的設定包含垂直農業,這種植栽方式是以層疊方式種植水耕作物,並用紅、藍色LED燈做為光源。這類系統在部分亞洲國家受到歡迎,且美國也開始跟進栽種。

韋勒指出:「證據顯示,番茄、藍莓和紅萵苣都是很好的抗氧化劑來源。若能在太空中取得這類食物對人類的心情會有正面幫助,且也能些許降低太空輻射對類的影響。」在第一批萵苣收成並送回太空站之後,馬沙開始和一個飛行醫生團隊以及NASA的安全代表合作,獲得批准讓太空人團隊食用這批農作物。馬沙表示:「Veg-01蘿蔓生菜的微生物食物安全分析結果看來很好。」除了營養價值,在太空中栽種植物對太空人心理層面使否有正面幫助?NASA位於休士頓的詹森太空中心(Johnson Space Center)科學家亞莉山大‧維米爾著手研究,想找出答案。

 

研究發現太空人也需要新鮮蔬果癒療心理

 

維米爾是行為健康和表現研究的科學家,參與NASA的人類研究計畫。她的團隊致力研究能減輕火星載人任務人員的心理風險。維米爾指出:「植蔬實驗目前是我們進行的研究中,唯一著重於評估種植植物對人類在外太空影響的研究。」她的團隊致力於研究太空組員的行為狀態、表現下降和團隊溝通以及心理調適等方面。維米爾描述:「未來的太空飛行任務可能會有高達6個太空人長時間生活在一個受限空間,且彼此之間交流機會有限。我們了解到,針對這一點提供訓練,讓太空人具備足夠的應變對策非常重要。」

應變能力可能包含有意義的工作。環境相關的改變也包括種植植物的生活。維米爾表示地球上的研究顯示,植物會讓人聯想到健康的生活和優異表現。植物也很有可能成為參與長時太空任務所需的應變對策。

對此馬沙表示同意:「太空人除了能夠栽培並食用新鮮的食物,種植植物可能也有心理上的正面幫助。當有補給船抵達太空站,太空人團隊的確能夠吃到一些像胡蘿蔔、蘋果等的新鮮水果和蔬菜。但是數量有限,且這些補己必須儘快食用完畢。」

身邊有一點生意盎然的綠意─一片來自地球的物體─對於在極高壓的環境下生活、工作的太空人可能會有非常大的價值及正面影響。馬沙指出:「人類離開地球越遠、時間越長,對於種植植物作為食物、空氣循環和心裡幫助的需求就越大。我認為植蔬系統將會成為長程太空探索重要的一個元素。」這個系統也可能對改善地球的植物產量以及生物質生產有潛在幫助,從而為人類帶來益處。馬沙表示NASA從植蔬系統學到的知識都可以應用在以人工燈光照明和水資源保育為主題的城市植物工廠和其他農業相關情境。

「我們希望未來能夠增加植物種類,這會幫助我們了解更多植物在微重力環境生長的情形。我們未來將會進行實驗,評估地球上和太空中,燈光品質對植栽營養、味道的影響。」

位於甘迺迪和詹森航空中心的團隊希望植蔬系統和太空植栽將會成為登上航空站、前往火星的珍貴、重要生命體。

(翻譯:LEDinside/張雅涵)

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