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太空探險可望成農業革命的驅動力
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Dec 29th 2013, 11:29

【大紀元2013年12月29日訊】（大紀元記者張東光編譯報導）科羅拉多大學電腦科學系助理教授尼古勞斯．科雷爾（Nikolaus Correll）近日在澳大利亞學術新聞網站《對話》（The Conversation）上撰文稱，人類若想到外太空居住，必須先解決空氣、水、能源和食物來源的問題。開發這些技術是人類文明很大的挑戰，但這些問題似乎將來不久就能解決，太空探險可望成為地球永續農業革命的重要驅動力。

首先，農業到目前為止都不是自動化創新的一個驅動力，反而是自動化的受惠者。當前的自動化經濟型態推動了大型化農業機具的增加，多年來一直有利於生產單一農作物。通過資源管的改善、間作（即改變作物生產的類型）的實施和機器人技術的進步，減緩了耕作的不利影響。小型機器人平台可提供每種作物所需的資源，同時助長都市的農業開墾，例如在建築物內或屋頂種植等。讓都市環境更綠化的挑戰，類似於在太空船或火星上解決食物生產的挑戰。解決方式將與當前的耕作體系無關，而是需要一個突破性的做法，例如使用機器人等，
其次，永續的農業也是一個生態系統的挑戰，因為它需要重複使用能源技術的提升和資源管理的整合（特別在都市環境或太空船上）。
到火星是一個「包袱問題」，探險者必須決定採用哪些裝備和工具，好讓他們最能探險成功，同時讓失敗的風險降到最低。他們受限於太空船上狹小的空間，儘管更大的飛行器可攜帶更多的物品，但也同時需要更多的人力進行維修，因此也需要更多的資源。
讓人類離開地球並不簡單。太空船所能乘載的土塊會受到能源的限制。土塊越大，乘載所需的能源就更多。這會限制人類在太空可以久待的時間。
太空船發射土塊和潛在產量的正確數據計算出來後顯示，在太空栽種食物對於兩年以上的太空任務是可行的。對於時間越短的任務，多攜帶土塊比較好。另一個情境是，在人類抵達之前發射一個維生系統。在兩種情境下，自動化都是必須的，因為在太空上使用人力很沒效率。
在地球上，由於農業耕種習慣和運輸系統的進步，偏遠地區自動化不足的問題已獲得解決。但這種方法有其極限，太空研究的解決方式可給其彌補。例如，為了解決在太空上的永續性問題，必須更有效使用資源（包括效率再循環系統）。因此，食物可在廢水和二氧化碳中生長。這類技術也會對地球有所幫助。
第三點，美國航天局（NASA）所發展的先進維生系統跟每個任務被認知的價值有很大的依存度。利用太空探險，訴求解決地球當前最大挑戰（空氣、能源、水和食物），將可獲得公眾的支持。
在太空上栽種食物目前還不是太空任務的重要成份，但不久的將來會是。太空農業的研究應該聚焦於三個面向：增加我們對於在太空上栽種植物的知識、解決如何維護植物的重要挑戰和瞭解人類在這種環境生存所造成的衝擊。
這三個面相互相關聯，但都受助於機器人的使用。全自動的植物維護需要在認知和操作上克服一連串的問題，初期應聚焦於生長過程的遠端運作。設計出一套解決所有機械、使用介面和通訊挑戰的系統，讓植物可永續生長，可望成為未來自動化的基礎。這也會對在月亮或火星上建構一個溫室容器這類的太空任務有所幫助。
（責任編輯：畢儒宗）








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