5月30日消息,长期以来,太空农业似乎一直停留在实验阶段,但这种情况或许即将被改写。来自伦敦的设计公司Heatherwick Studio正与非营利性太空建筑机构Aurelia Institute展开合作,致力于推动该领域实现关键突破。
在近日于意大利威尼斯举行的建筑双年展上,两家公司展出了所谓的“太空花园”(Space Garden)模型。这个装置外形酷似一颗在爆炸瞬间被定格的种荚或松果。其核心区域密集排列着喇叭状的透明植物容器,用于培育将在太空环境中生长的植物。从中心结构向外辐射出二十多根弯曲纤细的臂架,每根臂架末端连接着一个厚重的圆形装置。
项目团队计划在未来五到七年内,将这样一个满载真实植物与种子的完整版“太空花园”送入近地轨道。
从某种意义上说,这个项目是在重新构想人类在太空中的生活方式。Aurelia Institute首席执行官艾利尔·埃克布劳(Ariel Ekblaw)表示:“未来,人们或许会为了工作而定期往返于太空。而绿意盎然的自然元素,将成为宇航员在严酷空间环境中不可或缺的心理慰藉。”
Heatherwick Studio的执行合伙人斯图亚特·伍德(Stuart Wood)解释称:“如果我们以自然为起点,或许能开辟一条更可持续、更具人文关怀的太空生活路径。” 该公司是一家总部位于伦敦的著名设计与建筑事务所,目前正与Aurelia Institute合作推进“太空花园”项目。
事实上,宇航员尝试在轨道上种植植物已有数十年历史。早在20世纪70年代,苏联宇航员便率先在太空中培育植物,他们在礼炮1号(Salyut 1)空间站种植的洋葱甚至成为了太空居民的食物。此后,国际空间站上的宇航员陆续种植了拟南芥、西红柿、百日菊等植物。2019年,中国探月器甚至将棉花种子带至月球背面。这些种子在着陆后两周内成功发芽,但在极端寒冷的月夜中被迅速冻死。
但“太空花园”的设计者们认为,轨道园艺是时候实现质的飞跃了,类似于电影《寂静奔流》(Silent Running)中所描绘的星际温室。他们希望在花园的核心种植具有美学或文化象征意义的“英雄植物”,帮助宇航员在心理上与地球保持联结,比如无花果树或石榴树,而非仅限于水芹、生菜等常规作物。
不过,像“太空花园”这样的概念,着眼于一个太空园艺技术已日臻成熟的未来。对于埃克布劳和她的团队而言,这一愿景的实现,建立在太空运输变得更加普及与经济可行的基础之上。当前,将物品送入轨道的费用仍高达每公斤数千美元;而若能降至每公斤100–200美元,这一目标才可能真正可及。
在美国宇航局(NASA)肯尼迪航天中心的张烨(音)构想的未来图景中,太空将成为新工业前沿,从而释放地球上的土地资源;导演将在轨道上拍摄科幻电影;植物学家也能频繁往返太空,巡视他们精心设计的太空花园。
目前,埃克布劳的团队正在积极寻求资金支持,以将“太空花园”的概念变为现实。“太空花园”的模型由总部位于伦敦的设计公司Millimetre打造,目前仅用于展示。若未来真的发射实物版本,初期仍将是无人运作。
但这种设计真的实用吗?“太空花园”外部那些纤薄的叶状机械臂,看起来确实相当脆弱。对此,埃克布劳解释说,这些可伸缩结构在大多数时间将处于收拢状态:“在关闭状态下,它的形态更像一颗紧致的浆果——不会有那些细长的臂架外露。”当叶片闭合时,可通过厚实的舷窗为植物遮光;而当需要模拟光照时,这些结构便会打开,使阳光得以照射进核心区域。这是一种机械方式,模拟地球上的昼夜节律。
埃克布劳设想,未来宇航员可能会定期造访“太空花园”,以采集样本并开展科学实验。同时,相关系统还将开放植物生长速率与舱内环境条件的数据,让科学界能够更深入理解在太空环境中种植食物的可行性与机制。
当被问及对“太空花园”的看法时,加拿大圭尔夫大学的迈克·迪克森(Mike Dixon)教授表示,该设计“看起来很花哨”,并坦率指出,在近期的太空任务中,宇航员可能并不迫切需要大规模的种植系统。他说:“我们完全可以带足够的补给上去。”
迪克森不认为短期内会出现大批“漂浮在轨道上的太空农场”,但他承认,将熟悉的绿色植物带入太空,对宇航员的心理状态有正面作用:“这是个不错的想法。”
英国皇家园艺学会科学总监阿利斯泰尔·格里菲斯(Alistair Griffiths)同样参与过多个与太空园艺相关的项目。早在2015年,他就与英国宇航员蒂姆·皮克(Tim Peake)合作,将芝麻菜种子送入国际空间站进行实验。对于“太空花园”的构想,他坦言,复杂的结构设计在运输与部署过程中可能面临一定挑战,但他依然对项目的核心理念表示赞赏:“太空园艺理应兼具美学价值与自然联结。”
正如地球上的花园千姿百态,反映着园艺者的个性与偏好,未来的太空花园或许也会延续这一传统。如果机会允许,热爱种植的宇航员一定会带上自己心仪的植物。
若未来实现轨道上大规模种植,水分管理将成为关键挑战之一。张烨指出,植物在太空中的吸水机制可能与地球不同,稍有不慎便会“过度灌溉”,“这会给植物带来应激反应,使其更容易受到微生物或其他病害侵扰。”
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此外,尽管种子能承受火箭发射时的剧烈震动,但一些已长成的植株则未必如此。而多年的深空旅行将如何影响植物,依然是一个未知变量。
张烨补充说,未来的研究将致力于揭示太空旅行如何影响植物的基因表达,这或将深刻改变植物的生长方式。已有迹象表明,太空环境会激活或抑制某些与植物免疫系统相关的基因,从而改变其抗病能力。(小小)
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