在太空中种植花园并非易事——但对宇航员来说，拥有一双“绿手指”不仅是一项天赋，几乎算是一项必备技能。
植物在国际空间站的种植历史虽不长，但却生机勃勃。随着宇航员越来越倾向于长期独立于地球生活，他们能够满足自己在轨道上的营养需求变得更加迫切。
NASA 在一封电子邮件声明中表示：“目前在空间站进行的小规模项目侧重于开展与作物生长和表现相关的基础研究。” “这些项目是开发未来将伴随宇航员出行的、功能齐全的作物生产系统的垫脚石。”
然而，目前大规模太空作物生产的努力面临着昂贵且后勤方面的挑战以及技术差距。周五发表在《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》上的一篇新论文，倡导需要自动化、机器人技术乃至机器学习的新进展来克服其中一些障碍。
由于预包装食品会随时间降解，而从地球运往潜在月球或火星定居点的任何资源可能需要太长时间才能交付，因此投资于实时保持飞行乘员健康是更可行的。
“不断提供食物、氧气以及维持生命所需的一切都非常昂贵且困难，”威斯康星大学麦迪逊分校植物学教授 Simon Gilroy 表示，他并未参与此项研究。Gilroy 说，太空对生物来说是一个“奇特”的环境，这也是它成为研究植物和人类进化记录的绝佳机会的原因之一。
但在某种程度上，NASA 对太空植物学（研究植物如何与太空环境互动）的浓厚兴趣也源于从海盗历史中吸取的教训。几个世纪前，当探险家们长途跋涉穿越海洋时，许多人死于坏血病，即严重的维生素 C 缺乏症。
这种重要的维生素，在橙子中天然存在，是保持健康的关键营养素。而且，尽管现代的宇宙探险者可以服用日常维生素，而不是费尽周折去种植来之不易的生菜，但植物能提供强大的心理和营养益处。
《Frontiers》文章还指出，通过使用一种称为高光谱成像的技术——一种可以捕获和处理电磁谱（不仅仅是红、绿、蓝光）大量信息的方法——科学家可以开发一个精确的植物健康监测系统。该系统将收集数据，通过自主监测植物健康来确保食品安全，并及时向宇航员发出早期植物病害、干旱或微生物感染的警报。
该系统的一个原型已经在肯尼迪航天中心开发中，那里也在利用它创建一个植物图像数据库，供宇航员在确定植物压力源时参考。
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NASA 希望将来，这些及类似的系统将用于训练可用于国际空间站和 Gateway（作为 NASA 阿耳忒弥斯太空计划一部分的绕月空间站）的人工智能算法。但根据该机构的说法，“在我们可以确信我们将派往火星的乘员拥有健康且功能齐全的食品系统来伴随他们的旅程之前，还需要做更多工作。”
与美国农业部 (USDA) 一起，NASA 目前还在研究微型蔬菜的使用——这些小型、营养密集型的植物可以轻松种植和食用，而无需宇航员长时间参与。许多太空作物研究项目也在进行中，包括“蔬菜生产系统”(Veggie)，这是国际空间站上一个供宇航员研究微重力对植物影响的花园。
另一个是先进植物培养箱 (APH)，这是一个全自动的生长室，用于收获和对作物进行实时研究。由于这些及类似的项目的推动，NASA 已成为太空作物研究和解决方案的先驱。
最新的一个例子是Ohalo III，这是肯尼迪航天中心正在生产的一个原型作物生产装置。该装置将作为新植物生长技术和先进供水概念的测试平台。该装置还将允许宇航员采摘和食用各种“沙拉类作物”，科学家们希望这能减轻“菜单疲劳”。
Ohalo III 项目始于 2019 年，最终将部署在火星运输器上，届时将帮助指导早期的月球和火星表面生产系统。
然而，Gilroy 表示，人类距离看到大规模太空作物成为现实仍有数年之遥。但未来几十年的太空作物项目是为了给后代打下茁壮成长所需的基础。
Gilroy 说：“我们仍处于那种探索、试错阶段，我们正在朝着找到解决方案的方向取得进展。” “我们就像刚登上船只、扬帆出海去探寻未知世界的探险家。”
