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月面で最初に栽培された植物が宇宙探査における重要なマイルストーンである理由

1 月 3 日、中国の嫦娥 4 号が月の裏側に着陸した最初の月探査機となりました。 2 週間後、探査機は、月のマイクロ生態系生物圏実験に保存された綿の種子から発芽する小さな緑色の芽を示す粒子の粗い写真を送り返したとき、別の最初の成果を達成しました。

しかし、成功は短命に終わった.船内の他の生物 - ジャガイモ、ナタネ、ミミズクサ、酵母、ショウジョウバエの卵 - はいずれも生命の兆候を示さず、実験は予定されていた 100 日間の期間のわずか数日で中止されました。

着陸直後、3kg、18cm のバイオスフィアに電源を入れ、内部温度を 24°C に調整し、種子に水をやりました。 12 日後、重慶大学の先端技術研究所は、綿の種子が発芽したことを報告し、撮影の画像を公開しました。 24 時間後に撮影が終了したことを示す 2 番目の写真が続きました (上)。


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植物の収穫の成功は、月に恒久的な基地を確立するためのあらゆる試みや、火星への有人ミッションなどの長期的な遠征でさえも重要な部分と見なされています.

ルナー マイクロ エコシステムの実験は、最終的に計画されたほど長くは実行されませんでしたが、それでも、地球外の探検家に提供するための私たちの試みにおける重要な一歩を表しています.映画火星人のマット・デイモンのキャラクターの自動化されたミニチュア版のように 、この封印された生物圏は、一時的に別の世界の表面で植物を育てることができました.

これまでの宇宙農業実験は、2 つの主要なアプローチに焦点を当てていました。国際宇宙ステーション (ISS) の微小重力環境で植物の成長をテストするか、模擬的な月または火星の土壌でさまざまな作物がどのように発達するかを調査する地球ベースの実験です。 /P>

ISS などの宇宙船の微小重力環境の問題点は、植物の種子が根や芽をどの方向に送るかを知るために、重力の方向を感知する必要があることです。 ISS には、自然の太陽光を取り入れるための温室も搭載されていないため、これらの小規模な農業実験は人工電気照明の下で実施する必要があります。赤と青の LED は、これらの実験に鮮やかなマゼンタの輝きを与えます。

たとえば、ISS の野菜生産システム (Veggie) を使用して、宇宙飛行士は宇宙で赤いロメイン レタスをうまく育てることができました。野菜システムを使用して成功裏に栽培された最初の作物は 2014 年に登場しました。農産物は収穫され、冷凍され、テストのために地球に持ち帰られましたが、2015 年に宇宙飛行士は自分たちが栽培した宇宙サラダを実際に食べることができました。そして 2016 年には、ISS に搭乗した米国の宇宙飛行士が、彼らが育ててきた百日草の花の写真を投稿しました。 ISS の宇宙飛行士は現在、矮性小麦などの他の作物の栽培に取り組んでいます。

一方、地上での他の実験では、月や火星に存在するような土壌で植物を育てることができるかどうかを確認しようとしています.以前の宇宙ミッションでは、月面と火星の表面の粉末状レゴリスの組成が測定されているため、これらは実験室で模擬土壌として再現できます。

たとえば、2014 年にオランダのワーヘニンゲン大学および研究センターの科学者は、いくつかの野生の雑草と作物を、代用地球外土でテストしました。しかし、発芽に成功したとしても、苗木はうまくいきませんでした。研究者たちは、崩れた岩石だけでできている「生の」月または火星の土壌は、水分を保持したり、必須栄養素を提供したりするのに非常に悪いことに気付きました。地球の庭に見られる土のような有機物を混ぜて再試行したところ、はるかに良い結果が得られました。エンドウ豆やトマトを含む 10 種の農産物が収穫されました。


サイエンス フォーカス ポッドキャストを聞く :
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まだ解決されていない問題の 1 つは、月と火星のレゴリスには多くの重金属が含まれているため、その中で成長し、根からこれらの元素を吸収する植物は毒性が強すぎて宇宙飛行士が食べられない可能性があるということです。

しかし嫦娥の実験は、異世界の表面で植物の成長が試みられた初めての試みです。また、別の理由でも画期的でした。これまでの研究のほとんどは、数種類の植物を単独で栽培することに焦点を当てていましたが、月のマイクロ生態系は、生き続けたさまざまな種の間の真の相乗効果を確立しようとしていました.植物はハエに酸素と食物を提供するために成長し、これらの昆虫は植物のために二酸化炭素を放出するために呼吸し、酵母は死ぬと分解してリサイクルします。一次生産者、消費者、分解者の自己完結型のミニエコシステムです。

この種の「閉ループ」の生態学的アプローチこそが、人間による宇宙の長期的な植民地化にまさに必要とされるものです。現時点では、定期的にロケットの打ち上げによって宇宙ステーションに食料が補給されていますが、月や火星での長期的な人間の居住をサポートするには、非常に費用がかかります。将来、私たちは宇宙農民になる必要があり、嫦娥の実験はそのための重要な一歩です。

中国の次のミッションである嫦娥 5 号は、12 月に打ち上げられる予定で、月の表面から月の岩石と土のサンプルを収集し、地球に持ち帰ることを試みます。また、中国国家宇宙局が今後 10 年以内に月の近くに宇宙ステーションを建設する計画があるという噂もあります。


これは BBC Focus の第 332 号からの抜粋です。 雑誌。

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