우주 농업이란 무엇입니까?
우주농업은 재배를 뜻한다.
달과 같은 천체에서 농사를 짓거나화성은 우주 정거장이나 우주 식민지에서 농사를 짓는 것과 공통점이 많습니다. 그러나 천체의 크기에 따라 후자에 내재된 미세 중력의 복잡성이 없을 수도 있습니다.
각 환경마다 가용성이 다릅니다.우주 농업 과정을 위한 자원: 식물 성장에 필요한 무기 물질, 토양 환경, 일사량, 이산화탄소, 질소 및 산소의 상대적 가용성 등. 우주 농업.
우주 농업에 어떤 문제가 있습니까?
- 미세 중력
낮은 지구 궤도와 잠재력식민지 행성에서 중력은 우리가 익숙한 것보다 적습니다. 약한 중력은 유기체 발달의 많은 기능에 영향을 미치며 식물도 예외는 아닙니다. 동일한 작물이 지구와 ISS에 심어진 실험에서 궤도에있는 일부 종은 맛과 영양가가 눈에 띄게 감소했습니다. 예를 들어, 순무 브라 시카 라파의 "우주"배아에는 전분과 단백질이 훨씬 적었습니다 (24 %).
- 열 전달 중단
이 문제는 밀폐 된 공간의 통풍이 잘되지 않는 경우 발생합니다. 동시에 휘발성 유기 물질이 식물 주위에 축적되어 성장을 늦출 수 있습니다.
- 방사선
관찰 결과에 따르면 지속적인 방사선DNA 손상 및 돌연변이를 일으킬 수 있으며 유전자 발현 수준에도 영향을 미칩니다. 이 모든 것을 고려하면 지구에서 가져온 식물이 시간이 지남에 따라 어떻게 변할지 예측하는 것은 불가능합니다.
- 토양
식물에 생명을주는 우리 땅의 흙은광물과 유기물이 똑같이 중요한 복잡한 시스템입니다. 예를 들어 화성에서는 상황이 완전히 다릅니다. 붉은 행성의 표면은 바람, 온도 변동 및 운석의 영향으로 바위가 파괴 될 때 형성되는 미세한 모래와 먼지 인 레골리스로 덮여 있습니다. 이 먼지는 생명이 없을뿐만 아니라 식물에게 위험합니다. 과염소산 염 (과염소산 염)을 포함한 독성 화합물이 포함되어 있습니다.
토양을 대체하는 방법?
2014 년 4 월, Dragon SpaceX 화물선Veggie 녹색 식물을 국제 우주 정거장에 전달했으며 3 월 우주 비행사들은 궤도 농장을 테스트하기 시작했습니다. 설치는 빛과 영양 섭취를 제어합니다. 2015 년 8 월 우주 비행사의 메뉴에는 미세 중력으로 자란 신선한 채소가 포함되었습니다.
Veggie가 그녀를 섬길 때, 그들은 그녀를 대체 할 계획을 가지고 있습니다.더 큰 공장은 완전 자동 APH (Advanced Plant Habitat) 온실입니다. 습도, 압력, 조명, 공급되는 산소 및 영양분의 양을 포함한 많은 매개 변수를 조절하고 개별 잎의 온도를 측정 할 수도 있습니다.
국제 우주의 러시아 부분에서역은 실험 "Plants-2"를 위해 온실 "Lada"를 운영합니다. 2016 년 말 또는 2017 년 초에 Lada-2 버전이 탑재됩니다. 러시아 과학 아카데미의 의료 및 생물학적 문제 연구소는 이러한 프로젝트를 진행하고 있습니다.
외국 토양에서 식물을 재배하는 방법?
우주원예는 여기에만 국한되지 않습니다.무중력 실험. 다른 행성을 식민지화하려면 인간은 지구와 다른 토양, 다른 구성을 가진 대기에서 농업을 개발해야 합니다. 2014년 생물학자 Michael Mautner는 운석 토양에서 아스파라거스와 감자를 재배했습니다. 재배에 적합한 토양을 얻기 위해 운석을 분쇄하여 분말로 만들었습니다.
경험적으로 그는 지상에서외계 기원의 박테리아, 미세한 곰팡이 및 식물이 자랄 수 있습니다. 대부분의 소행성 물질에는 인산염, 질산염, 때로는 물이 포함되어 있습니다.
- 화성
모래와 먼지가 많은 화성의 경우암석을 분쇄 할 필요가 없습니다. 그러나 또 다른 문제가 발생할 것입니다-토양의 구성. 화성의 토양에는 중금속이 있으며, 그 양이 증가하면 식물에서 인간에게 위험합니다. 네덜란드의 과학자들은 화성 토양을 시뮬레이션했으며 2013 년부터 여러 식물 종의 10 가지 작물을 재배했습니다.
실험 결과 과학자들은인공 화성 토양에서 자란 완두콩, 무, 호밀, 토마토의 중금속 함량은 인간에게 위험하지 않습니다. 과학자들은 계속해서 감자와 다른 작물을 연구합니다.
Wager Wamelink 연구원은 모의 화성 토양에서 자란 식물을 검사합니다. 사진 : Joep Frissel / AFP / Getty Images
- 달
달 토양과 유사하게 과학자들은 이미 성공했습니다.목화는 발아하지만 가장 큰 문제는 어떤 식물도 달의 온도 변화에서 살아남지 못한다는 것입니다. 예를 들어 밤에는 위성에서 온도가 -170도까지 떨어질 수 있습니다.
그래서 중국 장치인 "창어-4" 덕분에처음으로 달의 중력 하에서 식물을 재배하는 것이 가능해졌습니다. 목화씨가 싹이 트었습니다. 실험의 일환으로 중국 과학자들은 특수 영양 배지가 담긴 밀봉된 용기를 사용했습니다. 목화씨 외에 감자, 유채씨, 탈의 뿌리 줄기 씨앗을 넣었습니다. 초파리 유충과 효모균도 실험에 사용되었습니다.
앞으로 식물은 어떻게 재배 될까요?
- 수경법
이 방법을 사용하면 식물이 물에서 자랍니다.뿌리를 물속에 지속적으로 유지하거나 썰물과 흐름 기술을 사용할 수 있으며 적절한 양의 액체를 담는 다양한 기질을 사용할 수도 있습니다.
- Aeroponics
이 경우 식물 뿌리는 물에 없습니다.또는 공중에있는 동안 기질. 분무기가 근처에 설치되어 때때로 작은 양액 방울에서 뿌리를 옅은 안개로 둘러싸기도합니다. 이것이 식물이 영양과 충분한 산소를받는 방법입니다.
- 인류학
수경 재배용 물과 비료설치는 승무원 낭비가됩니다. 우주 비행사의 소변은 질소 비료의 기초가 될 수 있으며, 이러한 실험은 이미 이탈리아 과학자들에 의해 지구에서 수행되었습니다.
수경재배의 전망에도 불구하고 과학자들 사이에서는다른 행성의 토양을 기반으로 한 정원 가꾸기를 지지하는 사람들도 있습니다. 이러한 실험은 2013년부터 네덜란드에서 진행되고 있습니다. Wageningen 대학의 생물학자들은 화성과 달 표면의 표토 구성과 매우 유사한 인공 토양에서 채소를 재배하고 있습니다.
"화성" 토양은 화산으로 만들어졌습니다.하와이의 화산재와 모래, 애리조나 사막 모래의 '달'입니다. 레골리스의 질감을 재현하기 위해 물질을 추가로 분쇄하여 먼지로 만듭니다. 과학자들은 이미 토마토, 완두콩, 무, 호밀, 파 및 기타 식물을 포함한 12가지 이상의 작물을 음식 바구니에 담았습니다.
또 다른 대담한 아이디어는 화성인을 바꾸는 것입니다남조류 (청록색 조류)를 사용하는 대기. 이 작은 유기체는 광합성을 할 수 있습니다. 원생대 초기에 "산소 혁명"에 기여한 산소의 상당 부분을 "호흡"한 것은 바로 그들 때문이라고 믿어집니다. 2018 년 국제 과학자 팀은 시아 노 박테리아가 매우 낮은 조도에서 가스를 생성 할 수 있음을 발견했습니다.
최근 성과
지상 실험실에서 씨앗 중 일부가 싹을 틔웠습니다.Chang'e 5호 임무의 일환으로 달을 방문한 Rice. 중국의 자동 행성 간 관측소(AIS) Chang'e 5호는 달에 도달하고 지구로 돌아온 최초의 중국 우주선이 되었습니다. 이 임무는 2020년 11월에 시작되었으며, 달 토양 샘플이 담긴 귀환 캡슐은 12월에 지구로 전달되었습니다.
임무의 목표 중 하나는우주에서 농작물 선택에 대한 실험. 특히 창어 5 호선에는 약 40g의 벼씨가 달 탐사 후 지구로 돌아왔다.
씨앗은 연구로 옮겨졌습니다.화남 농업 대학의 중심. 그리고이 씨앗들 중 일부는 성공적으로 싹이 트었습니다. 과학자들에 따르면이 실험의 결과는 공간 조건이 농업 구조에 미치는 영향을 밝히고 독특한 특성을 가진 벼 품종을 개발하는 데 도움이 될 것이라고합니다.
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