人类对于在地球之外种菜这件事，一直孜孜以求。尤其是中国人民，在种菜这件事上将勤劳智慧展现得淋漓尽致，院子里、阳台上、地砖缝隙里、海滩上、沙漠里、南极科考站、太空里……去年听说“月球上不能种菜”，好多人都感到十分遗憾。其实，从某种角度讲月球上也不是完全不能种菜。科学家从来没有放弃过对“在地球之外种菜”的探索，为了克服太空种菜的困难，科学家们可谓“八仙过海，各显神通”。

　　A 自然状态下月球不能种菜

　　需要明确的是，月球上其实并不是不能种菜，只是无法在自然状态下种菜。早在2019年1月，嫦娥四号就在月球上种出了第一片绿叶。

　　2019年1月，嫦娥四号月球探测器在月球背面登陆时，即携带了一个装有棉花、油菜种子和果蝇卵的生物科普试验载荷罐。这个载荷罐就是一个微型生态系统，它能利用太阳能电池加热，通过月球表面自然光提供光照，再利用聚酯薄膜保温层和半导体冷热片控制温度，为种子提供适宜的温度、湿度，从而使棉花种子成功发芽，成为了“月球第一抹绿色”。

　　但这与在“月球上种菜”有很大的不同。若是在自然状态下通过月壤种菜，需要克服哪些困难呢？

　　首先要克服温度困难。月球夜晚的温度在-200℃以下，白天超过120℃。而植物生长的适宜温度在-10～40℃。在载荷罐中，科学家是通过散热片进行物理散热的方式，让装置内部的温度保持在20℃左右的。

　　其次，载荷罐是与外界隔离的。载荷罐之外的月球自然状态下没有空气，还有高能粒子和太阳风。想要种菜，还得解决空气和辐射的问题。

　　另外，“物流”也是相当重要的一环。月壤包含橄榄石、长石、辉石和陨石撞击下形成的二氧化硅（即玻璃）颗粒，大部分成分同地球一样，虽然其中有很多元素是植物生长所必需的，例如镁元素参与叶绿素的合成，磷元素能刺激植物根系发育等等。但这些元素绝大部分是以还原态的形式存在于矿物中，无法被植物直接吸收利用。植物生长所需的氮、碳等元素，月壤中也没有，只能从地球运送。

　　当然，月球上也没有任何液态水，本次载荷罐中的水，是从地球上带去的，经过科学家精确计算，只带了18克水上月球供种子发芽。但在月球自然状态下种菜显然需要海量的水，如果都从地球千里迢迢带上去，那“物流”成本可就太高昂了。

　　B 藻类或许可以在火星生存

　　月球上不能种菜，那么火星呢？

　　研究表明，40多亿年前，火星曾是一个适宜孕育生命的星球。但因为质量太小，磁场强度太弱，无法阻挡太阳风长驱直入。从15亿年前开始，被太阳风吹散厚重大气层后，火星地表环境就变得非常恶劣。即使火星上可能存在过生命，也早已在射线辐射之下被破坏、杀死和降解了。

　　目前，火星被红土沙漠覆盖，其中大量的表岩屑含有对人类有害的高氯酸盐。同时，火星天气干燥寒冷，平均温度只有-50℃。而火星仅剩的大气层非常稀薄，密度只有地球的九十分之一，其中95%是二氧化碳。因为离太阳较远，火星上的光照也不够，火星表面的最大光照强度只有地球表面的43%。

　　虽然有相关国际机构声称，探测器已在火星上发现了水。但目前还不能确定这些水是以什么形式存在的。普遍认为流动水的可能性较低，大概率是水冰，目前还无法被利用。

　　所以，火星也不适合在自然状态下种菜。但科学家认为，有一种地球藻类或许可以一试，那就是蓝藻。

　　蓝藻早年生活在海中，能在海水蒸发后剩余的高盐度盐水液滴中存活。“登陆”后的陆生蓝藻也叫发菜，习惯生活在炎热又寒冷的沙漠中，每年仅有几个小时的“湿润机会”，但仍能顽强生存。当完全失水后，蓝藻可以进入一种称为“脱水休眠”的无代谢状态来抵御失水的影响。

　　除了耐受干燥以外，陆生蓝藻还具有对高剂量紫外线和电离辐射的耐受力。在实验室里，能在模拟火星的紫外线通量中存活下来。另外，部分蓝藻还能在黑暗环境中进行光合作用，完全能够适应火星上的弱光环境。

　　科学家据此认为，如果蓝藻能在火星上生长，它们将成为“蔬菜大军”的先锋。它们能产生氧气，改造火星的岩石形成土壤，为种菜提供土地，最终或为生命的进程开辟道路。

　　C 如何构建未来的太空农场

　　当然，无论是在月球种菜还是在火星种蓝藻，目前看起来还十分遥远。但在太空中种菜，似乎已经闪现着曙光。比如，在空间站上种菜。

　　在太空种菜，最主要目的是探索如何构建完整的生态系统，让未来的太空旅行可以实现自主供给氧气、水和食物。同时，这也将是未来太空农场的雏形。

　　目前，国际空间站每人每天要消耗1.8千克的食物和包装，如果一个4~5人小分队要去火星探索3年，需要携带将近10吨的食物，会给飞船带来很大的负担。除此之外，食物的保质期也是个问题。哪怕太空食品在22℃环境下能保存5年，但大多数食物的维生素A、维生素C、叶酸、硫胺素等每年都会大量降解，吃起来的味道也一言难尽。

　　除了食物补给，太空种菜其实也是构建人造生态系统的重要一环：植物种植可以帮助回收废水、制造氧气、净化空气等。

　　但如果真的要在太空种菜，即使阳光、水分、土壤、肥料都到位了，还是有不小的困难。

　　最直接的一点就是太空的微重力环境。重力变化会影响到植物生长激素的分布，甚至植物生长的方向都会有所改变。也就是说，太空中植物可能生长更慢，根部更短，形态更“扭曲”。同时，太空中持续存在的辐射还可能造成植物未知的DNA突变。

　　但是，这些困难无法阻挡人们在太空中种菜的热情。

　　早在1971年，苏联科学家就开始尝试在太空中种植小麦、萝卜和洋葱。目前美国、俄罗斯已经实现小麦、油菜、豌豆等多种植物的太空栽培。航天员品尝过国际空间站种植的生菜、大白菜等蔬菜后，认为“味道不一般”。

　　2016年，中国在“天宫二号”空间实验室里也种植了生菜，其生长情况甚至比地球上还好。2019年，“天宫二号”上还种下了拟南芥和水稻，以探究太空环境对农作物生长的影响。

　　也许再过几年，科幻作品里的太空农场，就要在科学家们的努力下变成现实啦。

　　（本报综合）