👩🏼‍🤝‍👨🏾 🐵 👩🏼‍⚖️ 太空农业 🍣 📲 🤘🏽

人类利用了数百年来科学家收集的所有知识来开始太空飞行。然后，一个人面临着一个新问题-对于其他行星的殖民化和长途飞行，有必要建立一个封闭的生态系统，其中包括-为宇航员提供食物，水和氧气。向距地球2亿公里的火星运送食物既昂贵又困难，要想办法生产出易于在飞行中和在红色星球上实施的产品，就更合乎逻辑了。

微重力如何影响种子？如果在富含重金属的火星土壤中种植哪种蔬菜将无害？如何在飞船上装备人工林？五十多年来，科学家和宇航员一直在寻找这些问题的答案。

在图示中，俄罗斯宇航员马克西姆·苏拉耶夫（Maxim Suraev）在2014年国际空间站上拥抱拉达装置中的植物。

康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）在《航空用途》中写道：“想象一下一个长圆锥形表面或漏斗，其底部或宽开口被透明的球形表面覆盖。它直接面对太阳，并且漏斗绕其长轴（高度）旋转。在锥体的不透明内壁上有一层潮湿的土壤，里面种植了植物。” 因此，他提议人为地为植物创造重力。应选择多产，小型，没有粗大树干和不能在阳光下工作的部件的植物。因此，定殖器可以部分提供生物活性物质和微量元素，并再生氧气和水。

1962年，OKB-1的首席设计师谢尔盖·科罗廖夫（Sergey Korolev）提出了任务：“我们应该按照齐奥尔科夫斯基的说法，开始发展温室（OR），并逐步增加联系或障碍，我们必须着手进行“空间收获”。

手稿齐奥尔科夫斯基《太空旅行专辑》，1933年。

1957年10月4日，即齐奥尔科夫斯基去世后，苏联消息人士将第一颗人造地球卫星送入轨道。杂种动物莱卡（Laika）已于当年11月被送入太空，这是第一批本应为人们打开通往太空之路的狗。莱卡仅在五个小时内就因过热而死亡，尽管这次飞行的目的是一周-这段时间氧气和食物就足够了。

松鼠和箭的飞行在1960年8月，它对狗和陪伴它们的动物（四十只老鼠和两只老鼠）都更加成功。苏联科学家与这个诺亚方舟一起，将玉米，小麦，豌豆和洋葱的种子送入了太空。整个团队乘坐一个设计用于未来人类飞行的容器降落到地球。但这还不够-人们不得不开始在太空中耕种。

莱卡狗（Laika Dogika），是地球轨道上的第一只狗。

乔治·贝雷戈沃伊（ George Beregovoy ）在Soyuz-3探险队的飞行员宇航员“太空中的地球”一书中写道一个人无论身在何处，都会感到自己参与尘世的大自然是很常见的：“但是，当您发现自己身处地球之外时，就会被特别深刻地感知。请注意宇航员对从轨道高度看地球的样子感到兴奋和温暖。好吧，如果一个生活世界的一部分与他们一起在无生命的空白中旅行，那么照顾“同胞”就变得温柔了。即使这些“乡下人”是普通豌豆的青茎。顺便说一下，A。Gubarev和G. Grechko是在Salute-4上种植它的人，然后下一次探险的参与者P. Klimuk和V. Sevastyanov再次种植了它。”

1974年发射的Salyut-4轨道站上有一个Oasis植物，用于在零重力条件下种植植物。乔治·格列柯（George Grechko）在《 34号宇航员》一书中写道，使用该系统是他飞行中最有趣的实验之一。这种植物是水耕的，没有土地，豌豆应该在浸透的纱布中生长。在与Oasis一起工作后不久，宇航员注意到水没有流入一个比色杯，而是过多地流入另一个比色杯，导致豌豆腐烂。巨大的水滴从装置上掉下来，为此，格列奇科用餐巾纸在车站周围追逐。当他忙于几个小时的设备时，他切断了软管，开始用手给豌豆浇水。

宇航员承认，由于对生物学的憎恨，学校几乎毁了这项实验。他认为新芽混在组织中，不能正常生长，使它们脱离纱布，但这无济于事。原来，他把根与茎混淆了。

实验成功。在太空中，植物第一次经历了从种子到成年豌豆茎的循环。但是，在36粒谷物中，只有3粒生长。

纪念航天博物馆的绿洲1号。资料来源的

科学家认为，问题是由于基因整合的方向而引起的-幼苗应该朝着光线，而根应该朝相反的方向。他们完善了绿洲，下一次探险使新种子进入了轨道。

洋葱长了。维塔利·塞瓦斯捷亚诺夫（Vitaly Sevastyanov）向地球报告说，箭达到了十到十五厘米。 “什么箭，什么弓？他们从地球上说，我们知道这是个玩笑，但我们给的是豌豆，而不是鳞茎。飞行工程师回答说，宇航员从屋子里抓了两个灯泡，按照计划安放了它们，并向科学家们保证-几乎所有豌豆都升了。

但是植物拒绝开花。在这一阶段，他们死了。同样的命运在等待着郁金香，它在北极的“蝴蝶the”装置中开花，但不在太空中开花。

但是洋葱可以吃，宇航员V. Kovalenok和A. Ivanchenkov于1978年成功做到了这一点：“做得很好。也许现在我们可以吃洋葱了。”

技术-青年，1983-04，第6页。绿洲装置中的豌豆

宇航员V. Ryumin和L. Popov于1980年4月收到了孔雀石装置中盛开的兰花。兰花附着在树皮和空心中，科学家认为它们可能不太容易发生向地性现象，即植物器官在相对于地球中心的某个方向上安定下来并生长的能力。几天后，花朵落下，但同时，兰花形成了新的叶子和气生根。不久之后，来自V. Gorbatko和Fam Tuye的苏越船员带来了一个繁殖的拟南芥。

植物不想开花。种子发芽了，但是，例如，兰花没有在太空中开花。科学家需要帮助植物应对失重。除其他外，这是通过对根区的电刺激完成的：科学家认为地球的电磁场会影响生长。另一种方法涉及Tsiolkovsky描述的创建人工重力的计划-将植物种植在离心机中。离心机帮助了-豆芽沿着离心力矢量定向。最终，宇航员如愿以偿。拟南芥在“ Light Block”中开花。

下图左侧是Salute-7上的Fiton音乐学院。 Rezukhovidka Tal（Arabidopsis）首次在这个轨道温室中经历了一个完整的发育周期并提供了种子。中间是Sveoblok，拟南芥在Salute-6上首次开花。右边是Salyut-7站上的车载温室Oasis-1A：它配备了定量的半自动灌溉系统，对根部进行了通气和电刺激，可以使带有植物的植物容器相对于光源移动。

Fiton，Sveoblok和Oasis-1A。

斜方肌用于研究植物生长和发育的装置。来源

种子套件

Salyut-7站的飞行日志，Svetlana Savitskaya的草图

在Mir站，安装了世界上第一个自动温室Svet。 1990年至2000年代，俄罗斯宇航员在该温室中进行了6次实验。他们种了沙拉，萝卜和小麦。在1996-1997年间，俄罗斯科学院生物医学问题研究所计划种植在太空中获得的植物种子-即与两代植物合作。对于该实验，我们选择了一种高约20厘米的野生白菜杂种。该植物只有一个负号-宇航员不得不处理授粉。

结果很有趣-接收了第二代太空种子，甚至萌芽了。但是植物长到六厘米，而不是二十五个。俄罗斯科学院生物医学问题研究所的研究员玛格丽塔·列文斯基（Margarita Levinsky）告诉有关植物授粉的珠宝工作是由美国宇航员迈克尔·福苏姆（Michael Fossum）进行的。

关于太空种植植物的视频Roskosmos。

2014年4月，凌晨4:38-Mir站的工厂开始运作，Dragon SpaceX货船向国际空间站运送了Veggie绿色生长工厂，3月，宇航员开始测试轨道人工林。该装置控制光和营养的摄入。2015年8月，宇航员菜单中包括了在微重力条件下生长的新鲜蔬菜。

在国际空间站上生长的生菜

因此，将来

在空间站上的种植可能会有所发展，在国际空间站的俄罗斯部分，Lada温室用于Plants-2实验。在2016年底或2017年初，Lada-2版本将出现在船上。俄罗斯科学院生物医学问题研究所正在研究这些项目。

航天作物的生产不仅限于零重力实验。为了殖民其他星球，一个人将不得不在不同于地球的地面上以及在具有不同成分的大气中发展农业。 2014年，生物学家Michael Mautner 提出了芦笋用在陨石土壤的土豆。为了适合土壤生长，将陨石磨成粉末。通过经验，他能够证明细菌，微观真菌和植物可以在地外来源的土壤上生长。大多数小行星的物质都包含磷酸盐，硝酸盐，有时还包含水。

在陨石土壤上生长的芦笋就

火星而言，那里有很多沙子和灰尘，因此不需要研磨岩石。但是出现了另一个问题-土壤的成分。火星土壤中有重金属，植物中重金属的含量增加对人体有害。来自荷兰的科学家模仿了火星土壤，自2013年以来，他们已经在其上种植了十种作物，其中有几种植物。

实验的结果是，科学家发现在模拟火星土壤上种植的豌豆，萝卜，黑麦和西红柿中的重金属含量对人类而言并不危险。科学家继续探索马铃薯和其他文化。

研究员Wager Wamelink检查在模拟火星土壤上生长的植物。照片：Joep Frissel /法新社/盖蒂图片社

地球和土壤模拟的月球和火星采集的收成中的金属含量

重要任务之一是建立一个封闭的生命维持周期。植物接收二氧化碳和工作人员的废物，给氧气以回报并生产食物。科学家检查在食品中使用单细胞藻类小球藻的可能性，这些蛋白质分别含有45％的蛋白质和20％的脂肪和碳水化合物。但是，从理论上讲，由于细胞壁致密，营养食品不会被人体吸收。有解决此问题的方法。细胞壁可以通过使用热处理，精细研磨或其他方法的技术方法来裂解。您可以携带专门为小球藻设计的酶，宇航员将与食物一起摄取。科学家还可以携带转基因小球藻，人的酶可以分解这些小球。他们不使用小球藻来获取太空营养，但是却在封闭的生态系统中使用小球藻产生氧气。

在Salyut-6轨道站上进行了小球藻实验。在1970年代，人们仍然相信微重力不会对人体产生不利影响-信息太少。他们还试图借助小球藻研究小球藻对生命有机体的影响，小球藻的生命周期仅持续四个小时。与地球上生长的小球藻进行比较很方便。

来源

IFS-2设备旨在用于种植蘑菇，组织和微生物培养物以及水生动物。来源

自20世纪70年代以来，在苏联进行了封闭系统的试验。 1972年，“ BIOS-3”的工作开始了-该系统仍然有效。该综合大楼配备了相机，用于在受控的人工条件下种植植物-光电子发生器。他们种植了小麦，大豆，chufu沙拉，胡萝卜，萝卜，甜菜，土豆，黄瓜，浆草，白菜，莳萝和洋葱。科学家能够在水和空气中实现近100％的封闭循环，在营养方面达到50-80％的封闭循环。国际封闭生态系统中心的主要目标是研究这种复杂程度各异的系统的运作原理，并为它们的建立提供科学依据。

模拟火星飞行并返回地球的引人注目的实验之一是“火星500”。在519天中，有6名志愿者在封闭的大楼里。该实验是由Rokosmos和俄罗斯科学院组织的，欧洲航天局成为了合作伙伴。在“船上”上有两个温室-一个在其中种植沙拉，另一个在-豌豆。在这种情况下，目标不是要在空间条件附近种植植物，而是要找出植物对机组人员的重要性。因此，温室的门用不透明的薄膜密封，并安装了固定每个开口的传感器。在左侧的照片中，Mars-500机组人员Marina Tugusheva与温室一起工作，作为实验的一部分。

火星500上的另一个实验是温室。在下面的视频中，探险队成员Alexei Sitnev讨论了该实验，并展示了一个温室，里面种植了各种植物。

人类将有很多机会在火星上死亡。他着陆时有坠毁，冻结在水面上或根本不飞的风险。当然，死于饥饿。为了形成殖民地，必须进行作物生产，科学家和宇航员正朝着这个方向努力，这不仅显示了一些物种在微重力下，而且还在火星和月球的模拟土壤中栽培的成功实例。太空殖民者肯定将有机会重复马克·沃特尼的成功。

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