第六章
未來的太空農業
為了給長期生活在太空軌道上的人，提供類似地球上的各種美味可口的食物，解決將來更多的太空移民的食物供應，人們提出了建立密封式太空生態環境的構想，設想在太空建立農業基地。早在，20多年前，美國航天局就開始了從事空間農作物耕種和密閉式生態學的研究。
近些年來，美國借助航天飛機從事這種研究更加具體和卓有成效。為研究種子在太空失重條件下的發芽率、休眠、活力和遺傳突變情況，美國曾把參加試驗的植物種子用不同的方法裝放在航天器的有效載荷艙的特製罐內。一部分種子在特製罐內是密封的，避開了某些惡劣的空間環境；一部分種子是敞開的，完全暴露在太空環境中，接受失重、真空、極端溫度變化的考驗和宇宙射線的輻射，然後把這些經過太空旅行的種子同地麵的普通種子一齊種在溫室裏進行對比試驗，觀察植物對失重環境有哪些明顯的反映，失重環境是怎樣影響植物的生長、發育、成熟和衰變的，為此人們作了許多有趣的試驗。1983年4月4日，美國“挑戰者”號航天飛機首次飛行時，曾把113千克的蔬菜、草藥和花卉種於送入了空間軌道。這批種子共有46，個品種；其中有非洲的紫苣苔、梅洛迪氏菠菜、克萊姆森氏無刺秋葵、西紅柿、菜豆、甜玉米、黃瓜、萊芝麻等。1984年4月7日，美國的“挑戰者”號航天飛機在第五次飛行中，曾把一個裝有大約1400萬粒植物種子的實驗裝置投放到太空軌道，計劃飛行十個月後於1985年2月初，由另一架航天飛機帶回地麵。試驗目的是看看什麼樣的包裝方式能不受宇宙環境影響。
植物種子的太空試驗的最終目標是開辟太空中的綠洲。因為在航天飛機中，宇航員及其乘員所需的氧氣、水和食物，目前都要從地麵帶上去，既不經濟又不可靠，很難滿足長久載人航天的需要。為解決這個問題，前蘇聯科學家齊奧爾科夫斯基曾經提出，必須利用高級植物來充當人在長期宇宙飛行中維持生命的手段。根據這一理論，科洛廖夫提出了製造一種擁有密閉生態循環係統的溫室，選擇一些代謝功能與人有關的植物、動物及微生物、再生氧氣、水和食物，提供二個與地球環境相似的生態環境，給宇航員的長期太空生活提供生命保障，為將來在其他星球建立科學實驗站及太空城市提供類似地球的生態環境。為此，在航天的初始階段，前蘇聯就在1960年發射第二艘宇宙飛船上，對小球藻、紫鴨蹠草和各種蔥頭、豌豆、”小麥和玉米種子進行了試驗。爾後還把小球藻送上“東方-5”號載人飛船進行了太空旅行，1971年，前蘇聯在“聯盟-10”號飛船上對鬱金香進行了實驗，發現它返回地麵後奇跡般地開了花。1989年，前蘇聯在“禮炮-6”號空間站內設置特別溫室，栽培了小麥、豌豆、蔥、鬱金香和蘭花等多種植物，其中鬱金香開了花，不僅長出了新葉、還生出了活根，這些實驗的成功無疑給空間綠洲開發者們帶來了可喜的信息。
木質素是把植物纖維結合在一起，使植物挺立的一種物質。宇航學家曾擔心，在失重環境下，木質素的生長將受到阻滯。為揭開這個謎，1983年3月，美國“哥倫比亞”號航天飛機飛行時，曾把綠豆、燕麥、鬆樹、黃瓜和豌豆等96種植物種子送上了太空，讓其在貨艙特製的植物器內發芽長葉。實驗證明，燕麥和綠豆的根能從土壤中伸出來，而不是按正常方式向下生長。鬆樹的根則照常長人土壤。相反，鬆樹的蛋白質比通常增加了20％～30％。1982年，前蘇聯在“禮炮-7”號空間站裏栽種了阿拉伯草，這種植物生長周期約30天，在宇宙空間生長較慢，直到8月2日才綻出花蕾，後在草稈上結了27支花莢，共收獲了200多粒種子。這些實驗，排斥了失重影響植物木質素生長的說法。對宇宙植物栽培學的誕生起了重要作用。
空間綠洲的植物，由於環境條件的變化，和地球上的植物是有區別的。地球上植物由於地球引力的作用，逐步形成了適合於承受重力的機能，如向地性、向光性、頂端優勢等。而宇宙植物生長在無重力或微重力的環境中，情形會發生一些變化，如中國綠豆曾被航天飛機帶上太空作試驗，結果綠豆芽朝幾個方向扭曲，生長方向十分混亂，而不是朝光的方向生長，綠豆芽的根有50％以上冒出了土壤，而不是紮根土壤。其次，宇宙植物的細胞和生物化學成分亦可能發生變異，如前蘇聯在宇宙飛船中曾用電刺激的方法，強使蔥長出了綠葉，宇航員在太空品嚐時，發現蔥的味道是苦的。