插圖顯示,一名身著未來主義服的宇航員在一個塵土飛揚的紅色星球上用澆水壺澆灌植物。
人類要怎樣才能在火星上生活?當然,第一步是成功地把人送到紅色星球上。一旦到了那里,宇航員將面臨一項可能更加困難的任務:弄清楚如何在一個與地球有巨大差異的環境中生存。一項新的研究表明了其中的一個挑戰--地球上的植物在暴露于火星上預期的輻射水平時生長得并不理想。
荷蘭瓦赫寧根大學的生態學家Wieger Wamelink自稱是一位太空農民,他一直對科幻小說中關于在火星上種植植物的描述感到沮喪。"他說:"你經常看到的是,他們在溫室中進行種植,但這并不能阻擋宇宙輻射,"宇宙輻射包括高能粒子,可能會改變植物的DNA。火星缺乏與地球大氣層和磁場相同程度的對宇宙輻射的保護。為了證明他對宇宙輻射可能對植物有危險的懷疑,Wamelink決定親自測試這一假設。
首先,Wamelink和他的團隊必須重新創造宇宙輻射。該小組決定使用由放射性鈷產生的伽馬射線,盡管轟擊火星表面的實際宇宙輻射包括各種類型的輻射,包括α和β粒子。但是,在地球上產生α和β射線要困難得多,Wamelink說。這將需要一個粒子加速器,Wamelink很想使用它,"但我必須把一些植物放在對撞機中,比方說,兩三個月"??紤]到對設備的高需求,"我認為這永遠不會發生,"他說。
一旦Wamelink和他的團隊獲得了放射性鈷,該團隊在兩組中種植黑麥和花園水芹:一組有典型的生長條件,另一組有類似的條件,但加入了伽馬輻射。發芽四周后,科學家們對這兩組進行了比較,發現暴露在伽馬射線下的那組的葉子形狀和顏色都不正常。植物的重量也有差異;伽馬射線組的黑麥植物的重量比普通組少48%,而暴露在伽馬射線下的花園水芹的重量比未被炸毀的同類植物低32%。Wamelink懷疑這種重量差異是由于伽馬射線破壞了植物的蛋白質和DNA。該結果本月發表在《天文學和空間科學前沿》雜志上。
在加拿大圭爾夫大學研究農業的Michael Dixon沒有參與這項研究,他說考慮到不可能完美地復制宇宙輻射,這項研究在復制宇宙輻射方面做得很合理。最終,研究人員將需要研究火星表面的植物,以全面了解這些影響。
Dixon是一個計劃嘗試在月球上種植大麥的團隊的一員,他說,這應該在未來十年內實現。Dixon和他的同事們計劃研究的第一個問題是,植物是否能在月球輻射下存活。
Wamelink說,空間機構應該加強對農作物的研究,以提高宇航員吃的食物的質量。"在ISS[國際空間站]的人仍然吃宇航員的食物。而這不是很好,"Wamelink說。"我不知道你是否嘗過它,但是,你不會從中得到快樂。"
研究太空農業和食品生產 "比一些人認為的要重要得多",他說。"輻射是一個問題,但它是可以解決的,我認為。"