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未来星际旅行所需生命物质的供应

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

未来星际旅行所需生命物质的供应

 

在地球近地轨道上运行的和平号航天站,通过航天体系的帮助,由进步

号货运飞船定期运送食物、水和空气。未来载人星际飞船的乘员飞离地球数

百万、数千万公里时,再通过类似的运输系统进行补给,如果不是不可能,

也必定是十分的困难。

在空间,一个人每天消耗食物、氧气和水,总计可达 10 千克。如果乘员

组只由 3 人构成,在空间生活一个月,需要消耗 1 吨的氧气、食物和水;如

果生活一年则需 12 吨;如果飞往别的行星,例如飞往近邻火星探测,则需二


年至三年时间,总共需消耗氧气、食物和水多达 24 到 36 吨,如果不用运输

线保障供给,要带上二至三年的给养飞往其他星球也显然是不可能的。

此外,当飞行时间增加时,在飞船上创造一个舒适的环境,以接近人的

通常需要,这个问题就变得非常的尖锐。航天理论奠基人,康斯坦丁・齐奥

尔科夫斯基在世时想到了这些问题,并认为可以通过在飞船上建立温室来解

决供应问题,他当时认为这是完全可以实现的。

在飞船上,他想像飞船把航天使团送到遥远行星,乘务人员会得到新鲜

蔬菜、食物和维他命,排除二氧化碳,制造氧气并美化居住舱室。

科学家们认为在空间建立一个类似地球的生物系统是一项真正的挑战性

任务。在这样的系统中,高等和低等植物起着关键的作用。很多专家已经推

荐小球藻类作为主要的氧源。这种单细胞海藻在失重状态迅速繁殖,有效地

产生氧而不产生有毒物质。虽然小球藻类内含蛋白质、脂肪、碳水化合物和

维他命,但它们却很难充作人的食物。有一位专家说,咀嚼单细胞藻类,得

不到我们所喜欢的感觉,它有着一种讨厌的味道。

科学家们设想用海藻作为动物和家禽的饲料,而它们供给星际飞船的乘

员以肉类、牛奶和鸡蛋。人类最好使用高等植物。当初在航天站,航天员曾

进行第一批高等植物培育试验,结果令人失望,因为它们在成熟期死亡;但

是后来又经过不懈努力,通过一系列试验又产生了希望。最后的结论是,在

失重状态下高等植物基本上能通过生长的所有阶段,这对未来的星际旅行有

着极为重要和根本的意义。

支持空间生物生命系统的开发工作仍在实验阶段。正在作出的努力是寻

找生长植物的最有效方法,例如在人造土壤中植物生长方法。在白俄罗斯共

和国,科学家已经发展了一种人造土壤,它看上去像沙,但实际上是由两种

类型的专门塑料材料组成的。它充满 15 种从通常的肥料中提取的营养物。植

物生长,要进行光照,土壤也需要浇水。

使用人造土壤的实验表明,它可能有巨大的实际意义。一平方米菜园在

70 天可生产 1 千克小萝卜。与此形成对照的是一平方米人造土壤,21 天可生

产 10 千克。这些成果不仅在实验室,而且在某破冰船上试验时获得,那里配

备了人造实验菜园。

科学家还研究空间失重状态下生长植物的其他方法,如溶液培养和电刺

激培养。例如,美国洛克希德宇航公司在加里福尼亚州森尼韦尔实验室培育

适合太空生长的蔬菜。研究人员将莴苣、胡萝卜和西红柿放进无土壤的培养

基中,并在失重条件下培育起来。结果发现莴苣在含水的培养基中生长比在

土壤中快 2 至 3 倍,并且发现莴苣很难与西红柿混种,只要有西红柿,莴苣

便难于成活。原因可能是西红柿消耗的培养液太多,也可能是它对莴苣有毒,

有待进一步试验。使科学研究人员兴奋的是用这种溶液培育的胡萝卜大获成

功,长出来的胡萝卜味道鲜美,百尝不厌;但胡萝卜的形状怪异:上半部还

算正常,下半部却向上弯曲,根须则像卷发一样卷绕在一起。时间将会证明,

哪一种植物培养方法更有效。

航天医学专家说,长时间的星际飞行的生物生命支持系统,只能适应生

物特性,别无其他选择。因此,科学家根据自然界的生物链关系,安排这样

的周期实验:一组生命或者它们生命活动的产品作为食物,在每一个周期内

供给其他的生命。

目前,科学家试图在生物生命支持系统中包括进动物王国的成员。已经


考虑,鹌鹑将是第一批空间家禽场的居民,它的肉具有很高的热量。还应指

出,它特别能产蛋。现在正在空间飞行中试验生物生命支持系统的不同元素,

发展生产动物、植物和整个生物社会的技术。随着时间的推移,将可以回答

更多的问题。然而,科学家们相信,在空间建立一个封闭的生态系统是可能

的。如果今后能把这个信念变成现实,并建立起这样的生态系统,那末,到

遥远的行星或天体进行星际旅行的理想将会变成真正的可能。

 

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