根據(jù)NASA此前拍攝到的火星細節(jié)照片，證明那是一顆荒涼貧瘠的行星。雖然NASA也在前端時間宣布發(fā)現(xiàn)在火星擁有液態(tài)水的證據(jù)，但是至少到目前為止，并沒有發(fā)現(xiàn)生命存在的跡象。盡管如此，NASA科學(xué)家們表示，他們通過研究發(fā)現(xiàn)在火星上能找到植物生長所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)，所以他們認為可以在火星的土壤上種植農(nóng)作物。不過這些農(nóng)作物需要在一個特定的環(huán)境中茁壯成長。
NASA科學(xué)家解釋稱火星上的土壤中確實含有植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。在近日上映的電影《火星救援》中，宇航員Mark Watney在火星地面上挖坑種植土豆的場景似乎也說得通了。主角為了存活，將僅有的幾顆馬鈴薯切成小塊，提高他的生活艙Hab的溫度，營造出適合馬鈴薯生長的環(huán)境，想辦法制造出水來灌溉馬鈴薯。
不過，在看電影之前，我們先來了解一下究竟航天員是在甚么環(huán)境下栽培植物呢?
2015年8月，駐守NASA國際太空站的航天員驕傲的展示他們的太空作物收成：紅色蘿蔓生菜。這些紅色蘿蔓生菜是來自于軌道實驗室的“Veggie”植蔬生長系統(tǒng)。
這可能是人類曾經(jīng)見過最科學(xué)性的豐收節(jié)。宇航員們會先用檸檬酸消毒濕巾把菜葉仔細擦凈，然后把豐收成果精確地切成兩半。一半生吃，另一半包裝冷凍，送回地球進行科學(xué)分析。
空間站里種出的紅生菜
這些生菜種子在7月8日由宇航員Scott Kelly種下，這些種子培育床被放在一個叫做 Veggie 的植物培育系統(tǒng)中長成，不同于地球上的植物可以直接吸收陽光進行光合作用，這些植物只能夠在紅、藍、綠三色 LED 燈的照射下生長。
他們在Veg-01種植器里呆了33天，這個燈箱里裝有紅、綠、藍色LED燈。紅色和藍色是光譜里對光合作用最重要的部分，綠光實際上沒有什么用，但即使在太空里，食物賣相還是很重要。為了避免生產(chǎn)出紫得發(fā)瘋的太空植物，Veg-01背后的工程師們決定加入綠光。
Ray Wheeler 進一步解釋稱：“藍色和紅色波長的光線能夠滿足植物正常生長的最低要求。而綠色的 LED 光僅用于使植物看起來更容易被人類接受，本身卻不像藍光、紅光那樣不可或缺。”
Veggie 植物培育系統(tǒng)
國際空間站的宇航員們準備品嘗來自Veggie植物生長系統(tǒng)的“紅得發(fā)紫”的紅葉羅馬生菜收成。
肯尼迪太空中心探索研究和技術(shù)項目辦公室高級生命支持活動的首席科學(xué)家Ray Wheeler說：“藍色和紅色波長是得到良好植物生長的最低要求。從電力轉(zhuǎn)化來說，它們的效率是最高的。綠色LED幫助增強人類對植物的視覺感受，但它們的光強沒有紅藍色那么高。”
據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員、博士生導(dǎo)師劉文科介紹，像這種類似植物工廠的種植方式，是一種通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制，實現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是由計算機對作物生育過程的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進行自動控制，不受或很少受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。并被認為是21世紀解決人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑，也是未來航天工程、月球和其他星球探索過程中實現(xiàn)食物自給的重要手段。
光合作用是植物生產(chǎn)的基礎(chǔ)，高效的光合作用必須為其提供適宜的光照條件（光強、光質(zhì)和光周期）以及相輔的生長因子（養(yǎng)分供應(yīng)、溫度、CO2濃度等）。最早將LED 光源用于植物栽培研究的是日本，此后美國NASA 將LED用于宇宙基地等閉鎖式生命維持系統(tǒng)的照明。20世紀90年代中期，NASA開始篩選和發(fā)展LED光源用于植物栽培，發(fā)展出許多專門用于航天飛機和國際太空站使用的光照系統(tǒng)。這些研究結(jié)果為LED光源在設(shè)施園藝各生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了植物光質(zhì)生物學(xué)基礎(chǔ)。
LED半導(dǎo)體光源的出現(xiàn)不僅為植物栽培提供了理想的光環(huán)境可控的光源，也為植物光質(zhì)生物學(xué)研究提供了試驗工具。LED光源具有傳統(tǒng)光源無法比擬的光電優(yōu)勢，是植物工廠光環(huán)境調(diào)控的理想光源。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：1）LED可按植物生長發(fā)育需求調(diào)制光譜，按需用光，生物光效高；2）LED為冷光源，貼近植物照射，可提高空間利用率；3）LED為直流電可控性好，可精準調(diào)控光強、光質(zhì)和光周期等，適宜工廠化生產(chǎn)；4）節(jié)能、環(huán)保、長壽命、體積小、重量輕；5）LED光源裝置多樣（燈板、燈帶、燈管和燈泡），適宜設(shè)施園藝各領(lǐng)域應(yīng)用。上述優(yōu)勢使得LED光源在人工光植物工廠光環(huán)境調(diào)控和太陽光植物工廠人工補光方面具有廣泛的應(yīng)用前景。LED光源植物工廠是植物工廠發(fā)展的方向，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的總體要求，節(jié)能效果明顯，推廣應(yīng)用前景廣闊。
