透過全環境控制種植系統,讓植物可以在太空生長

在星際電影中,有不少劇情是太空人在太空站種植植物,利用植物生長燈讓植物在太空站生長,例如 2015 年的電影 The Martian(絕地救援),就是透過可種植作物的火星土壤與 LED 燈具種出一片蔬菜園。
 
類似劇情在未來也有可能實現,且屆時不需要用到任何土壤。透過全環境控制種植(CEA)系統,能用最少的水和能源,用 LED 燈泡代替日光,可無視氣候、地點或季節,在任何地方種植植株,不僅可以緩解越來越急迫的農糧問題,也可以應用在太空站,讓太空人可以食用新鮮的蔬菜。
 
國際太空站(ISS)的太空人在 2014 年啟動「Veg-01」太空農場計畫,成功利用紅、藍及綠色  LED  燈培養第一批紅色羅蔓生菜,也在 2016 年讓太空百日菊開花,當時美國國家航太總署(NASA)更表示,希望在 2018 年能在太空種植番茄。
 
而加拿大貴湖大學(Guelph)也正研發相關技術,希望太空人可以在月球或是火星上種植植物,並提升太空人的生活品質,其受控環境系統研究設備中心(CESRF)正尋找太空人在長期任務中適合種植的植株,且由於月球與火星的壓力較地球小,貴湖大學也致力於研究減壓的溫室。
 
在太空中也無法保證擁有足夠的太陽,因此需要透過植物生長燈,用不同的光譜種植植物。其中隨著 LED 技術的演進,其發光效率與功率越來越高,應用除了路燈與車燈也擴大到植物燈,如今更可以當作植物的唯一照明來源。
 
LED 可以裝置不同的晶片來發出特定波長的光,相同的植物在不同的燈光下會有不同的色素累積與味道,植物的次級代謝產物(Secondary Metabolites)也會對波長有不同的反應,這些變化在提升植物口感與藥物研究都很有幫助。
 
因此除了研究太空植物,貴湖大學的 CESRF 同時也與藥用植物產業、LED 產業與其他 CEA 系統公司合作,希望能藉由多方合作,為藥用植物領域提供技術。(文/DaisyChuang)
 
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