您的瀏覽器不支援JavaScript語法,但是並不影響您獲取本網站的內容

行政院農委會農業科技專案計畫服務網logo圖 ::: 首頁回農委會網站導覽友善列印 雙語詞彙表常見問答聯絡信箱
Banner圖:排版用banner,田裡的稻草人 Banner圖:排版用banner,蚵寮 Banner圖:排版用banner,一望無際的田野 Banner圖:排版用banner,茶園
最新消息 法人科專 業界科專 學界科專 計畫成果 專題分享 國際新知 研發資源 文件下載
:::
 
國際新知

【從「旅外夢」淺談太空循環農業】

農業科專服務小組/許家銘專案經理

 

隨著地球暖化與氣候變遷的影響,糧食危機是即將面臨的一大挑戰,而食物是人類賴以維生的來源,因此除了在地球持續投入農業與糧食發展外,各國科學家亦前進外太空找尋新生命、物種及技術,希望藉此扶植太空農業,完成將不可能化為可能的使命。本文即初探太空產業利用生物再生系統發展循環農業之現況,透過有限之太空環境資源,開拓神秘且具潛力的農業新領域。

 

電影編織著人類的太空夢

 

還記得電影《絕地救援》(The Martian)男主角在火星種植馬鈴薯的片段嗎?身為植物學家的男主角意外被獨留在火星,當陷入徬徨無助之際,為解決糧食問題,利用成員排泄物及部分土壤培養細菌來種植馬鈴薯,而燃料所包含的氫元素將其燃燒產生水蒸氣得以挹注馬鈴薯所需養分,同時食用馬鈴薯維持男主角生命,此場景在國際科學家的共同努力之下,選在秘魯最像火星地表的土地,模擬極度乾燥且鹽分極高的火星環境與土壤,成功讓馬鈴薯發芽,讓人類前往火星的旅程又邁開了一大步。

 

圖1 模擬火星環境培植馬鈴薯塊莖生長發芽狀態
圖1 模擬火星環境培植馬鈴薯塊莖生長發芽狀態
圖片參考資料:http://potatoes.space/mars/live-video.html

 

文獻資料顯示,佛羅里達太空中心雷.惠勒(Raymond M. Wheeler)博士於2017年2月發表多國研究單位於太空農業之具體成果貢獻,自20世紀初期,俄羅斯科學家齊爾科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)提出利用具光合作用的生物組織產出氧氣與食物成為太空農業的先驅開始,美國生物學家邁爾斯(Jack Myers)為美國空軍與美國太空總署(NASA)研究藻類進行呼出氧氣與吸收二氧化碳的交替循環,同時位於西伯利亞的俄羅斯研究人員吉特森(Iosif (Joseph) Gitelson)與李瑟夫斯基(Genrich (Henry) Lisovsky),在封閉的環境之中進行藻類生長控制環境長達4到6個月,其中研究發現密室成員所需氧氣、水與食物皆來自於小麥及其他作物,顯現生物循環再生系統長期受到太空領域重視,並展露曙光(R. M. Wheeler, 2017)[1]。

 

農業成為太空旅程的拓荒者

 

2017年3月,美國總統川普(Donald Trump)於白宮簽署一份195億美元(近新臺幣6,000億)的法案,包含西元2030年NASA預期人類可前往火星的長程計畫,人類在外太空必須仰賴食物維持生命,同時已開發出適用於月球與火星的蔬菜溫室,將太空人所呼出之二氧化碳導引至長18英尺、寬7英尺的溫室中,溫室蔬菜行光合作用吐出氧氣、太空人進而接收氧氣並食用蔬菜作為營養補給來源,其廢棄物可經分解再利用轉化為養分與太空站所蒐集的水資源供給植物生長,形成生物再生循環系統,不僅僅馬鈴薯,舉凡小麥、大豆、萵苣這類可在極端氣候生長的作物,皆是太空循環農業研究的對象。

 

圖2 美國太空總署所開發可供給太空人食用之蔬菜溫室
圖2 美國太空總署所開發可供給太空人食用之蔬菜溫室
圖片參考資料:http://www.designboom.com/technology/university-of-arizona-nasa-martian-lunar-greenhouse-04-25-2017/

 

中國國家航天局(China National Space Administration, CNSA)與歐洲太空總署(European Space Agency, ESA)協議將在2020年建置月球村,讓多數人負擔得起太空旅行,但在外太空的糧食供應仍有技術問題需克服,無論是火星、月球或其他未知的星球設置太空基地時,建立農業生物循環系統依舊是人類維生的重要根基,而植物生長的照明系統、超精密生長紀錄設備以及養分輸送系統更是缺一不可,必須做好循環控管與多段配套措施,對人類生命也多一份保障。

 

臺灣地狹人稠,在太空科技領域雖遠不及美國、俄羅斯、中國等強國發展蓬勃,但LED植物智能工廠栽培技術是我國科技農業的重點產物,未來可著墨於研發太空農作物生長習性之LED波長與光形,針對不同育種研究其生長週期,利用可調變智能溫室系統,讓農作物在極端環境下能夠藉由智能溫室控制糧食生產力不佳的困境,而LED植物燈具、太空溫室棚架整廠輸出的模組化設計,是我國光機電相關產業強項,更是各領域專家可精進與努力的方向,以解決未來太空旅行、太空站、太空殖民地食物供給問題,同時發展再生能源。任何個體在太空都可成為能源小尖兵,當腐朽化為神奇、消除廢棄物並使得資源能夠更有效率地被利用時,相信更能發揮循環農業在太空產業所扮演的角色。當未來走向資源越漸匱乏的時代,這個議題仍需各國專家學者更深切地探討與執行,期待有朝一日,我們也能在外太空向宇宙Say Hello!

 

參考資料
  1.  R.M. Wheeler, “Agriculture for Space: People and Places Paving the Way”, Open Agriculture Journal., 2: 14–32, 2017/02.
  2.  “Hope in human life on Mars rises as scientists in Peru successfully grow a potato in Mars simulator”, 2017
  3.  “NASA designs inflatable greenhouse for sustainable farming on mars Mars simulator”, 2017
  4.  “China and Europe May Build A Moon Village in the 2020s”, 2017
  5.  Isaac Chen, “NASA evaluates space farming development”, The Johns Hopkins NewsLetter, 2017/04/13

 

最後更新日期:2017-05-17
 
  回上一頁  
:::
TWCA SSL 伺服器數位憑證(會另開新視窗)
通過A+優先等級無障礙網頁檢測
行政院農業委員會 版權所有 © 2014 All Rights Reserved.
財團法人台灣經濟研究院農業科專服務小組 執行
電話: 02-2586-5000 # 411 ∕ 410(業界科專)、409(學界與法人科專)、429(網站相關諮詢)
傳真: 02-2586-8282
地址:104台北市德惠街16-8號7樓
隱私權保護政策資訊安全相關聲明 │ 瀏覽人次:1374414