在太空种菜到底有多不容易？

我们为种菜而生

我们中的大大都人喜好侍弄一些花花卉草。如有幸糊口在农村，那必然是要刨上几垄地种上蔬菜，以知足日常口腹所需；而如果在城市里，有一个大院子，除了在角落种几颗葱或大蒜外，八当作还会栽培几棵树木、搭个葡萄架；没有院子的会在阳台上放几盆花儿，记起来的时辰浇浇水剪剪枯叶；若是连阳台都没有，也多半会在案头摆一株盆栽，或是插两支绿萝。总之，我们的面前不克不及少了绿色，那意味着朝气，是生命的颜色。

在花圃里种菜是一种时尚

然而那些亿万人恋慕的太空人、那些工作在数百公里高空的宇航员们就难有这般幸运，他们连吃一盘新颖的炒青菜都做不到，更别说去阳台侍弄花卉了。

并不是说宇航员们都解脱了人世的“初级趣味”，也非忙到无暇栽花种草，而是在太空种菜简直很难。难在哪里？且听我一一道来。

微重力情况

太空的微重力情况是空间站的优势地点，却也是植物发展的最大障碍。

我们糊口在地球上，因为地面上的万物皆有质量，地球也是个有着复杂质量的星球，于是地球对所有的工具都有吸引力，这就是重力。你吃的越多，你就越重，这是大师都懂的事理，于是人人都恋慕那些吃不胖的人。

有很多科学研究不但愿有重力介入，好比说在晶体的发展过程中，重力是一个额外的、粉碎性的力。重力经常会拉扯分子，使结晶变得不完美。而在无重力的情况中，因为各个偏向力大致不异，我们就比力轻易获得完美的结晶体。

在空间站获得的卵白质结晶

万有引力与质量相关，也跟两个物体的彼此距离相关，要想将地球引力减小100万倍，我们需要跑到距离地球600万公里的处所，想回家一趟很难。不外我们可以经由过程环绕地球做快速圆周活动来模拟微重力情况，当圆周活动发生标的目的外的惯性力与地球引力彼此抵消，我们就可以获得一个近似的掉重状况。现实上包罗国际空间站在内的绝大大都人造航天器都处于这样的微重力状况，它们既不会飞走，也不轻易失落下来（当然最终仍是会失落下来）。

在近地轨道飞翔的空间站制造了微重力情况

掉重对植物有什么影响？

这影响大了。

颠末数万万年的演化，几乎所有的植物都顺应了地球概况的重力情况，它们并不是为掉重而生的。

蒸腾感化

植物在发展过程中需要将矿物质和营养元素从根部经由过程茎输送到叶子、花朵和果实，以知足所有细胞的代谢需要。这个过程经由过程植物的蒸腾感化来完当作：叶片上的细小气孔经由过程披发水蒸气，内部渗入压的改变使植物内部发生负压，从而驱动根部的水携带着养分沿着毛细管道一路上行达到需要的处所。

植物蒸腾感化

蒸腾感化的强弱与温度、相对温度以及空气流动的速度有关。因为在太空微重力情况下没有空气对流，叶片蒸发出来的水汽会堆积在植物四周，甚至就吸附在叶片概况完全堵塞居处有的气孔，蒸腾感化无法进行下去，植株得不到营养，植物就会被本身“淹死”。

植物蒸腾的水量很大

光合感化

光合感化是植物将光能转化为化学能的过程。在阳光的照射下，植物经由过程叶绿素将水分化为氢和氧，同时接收空气中的二氧化碳，将其与氢组合当作糖，觉得植物发展供给营养，多余的氧气被释放到空气中。这个过程一般暗示为下面的方程式：

CO₂ + 2H₂O + 光子的光能 → [CH₂O]碳水化合物 +O₂ + H₂O

植物光合感化

由此我们看出，植物的光合感化需要阳光、二氧化碳和水，同时排出氧气。地面的阳光与太空中的阳光不是一回事，因为厚厚的大气层接收了太阳光中大量的紫外线、x射线、γ射线和其它高能粒子，地面的阳光没有什么杀伤力。但在大气层之外，阳光的直射可以等闲杀死任何一株植物。

与蒸腾感化碰到的麻烦不异，因为在太空中没有空气对流，植物叶片披发的氧气会包裹在植株四周形当作氧气“墙”，二氧化碳进不来，于是植物无法继续进行光合感化，它会被“憋死”。

在空间站莳植尝试的植物

当然以人类的伶俐才智，以上两点都不是问题，只要做好通风就可以解决。经由过程持续标的目的植物送风，在其四周形当作空气对流，将水气和氧气吹走，植物就可以获得它所需要的二氧化碳和养料。

空间站已经种出了小麦

更大的问题在于莳植它们需要良多的电、良多的水、矿物质肥料、清洁的空气和一块很大的处所。这将极大地加重航天器的承担。

电能供给

与地面种菜分歧，在太空中种菜、养花花卉草是需要耗电的。因为阳光不克不及用，我们需要合适的灯光来照射它们以完当作光合感化；我们还需要一刻不断地标的目的它们鼓风；我们需要额外过滤空气和水。这一切都依靠复杂的设备和电能的供给。

空间站为种菜重金打造的复杂设备

浇灌的难题

为阳台上的盆栽浇水只需要几秒钟的时候，但在太空中你需要持续不竭地浇水——这需要用到专门开辟的滴灌手艺，因为太空是微重力的。

植物在发展期内的蒸发量很大，据统计，1平方米玉米地的玉米天天会蒸发失落3.7升的水，你需要在连结持续为根系供水的同时，将植株蒸发的水气收集起来反复利用。在太空中，水是极贵重的资本，它比油贵多了。

宇航员正在浇灌生菜

合理施肥

在太空中，泥土是不克不及用的。尽管我们四周的泥土富含矿物质和植物发展必需的各类有机质，但它同时也含稀有不清的细菌、真菌和其它有害物质。在太空狭小的情况中，这些工具可能会让宇航员生病甚至致命。所以在太空中种菜需要颠末精心筛选的种子、特制的基质和专门配制的营养素，它们都未便宜。

专门设置装备摆设的营养硅藻土

空气过滤

说出来你可能不信，空间站里的空气并不如你想象的那样新颖。这里的二氧化碳浓度比地面要高10倍，而且此中还含有更多的氨气、丙酮、甲醇、甲醛等等气体，这些气体大多经由过程宇航员呼吸或肠道排出，有一些是运行的设备排放到空气中，而气体过滤设备并不克不及完全断根它们。固然二氧化碳对植物有益，但其它一些气体对植物正常发展有害。