热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

为什么宇宙辐射会阻碍火星上的农业计划?

2021-08-24 16:17     来源:inside science     宇宙辐射 宇宙射线伽马射线
新的研究表明伽马射线阻碍了植物的生长。


插图显示,一名身着未来主义服的宇航员在一个尘土飞扬的红色星球上用浇水壶浇灌植物。

人类要怎样才能在火星上生活?当然,第一步是成功地把人送到红色星球上。一旦到了那里,宇航员将面临一项可能更加困难的任务:弄清楚如何在一个与地球有巨大差异的环境中生存。一项新的研究表明了其中的一个挑战--地球上的植物在暴露于火星上预期的辐射水平时生长得并不理想。

荷兰瓦赫宁根大学的生态学家Wieger Wamelink自称是一位太空农民,他一直对科幻小说中关于在火星上种植植物的描述感到沮丧。"他说:"你经常看到的是,他们在温室中进行种植,但这并不能阻挡宇宙辐射,"宇宙辐射包括高能粒子,可能会改变植物的DNA。火星缺乏与地球大气层和磁场相同程度的对宇宙辐射的保护。为了证明他对宇宙辐射可能对植物有危险的怀疑,Wamelink决定亲自测试这一假设。

首先,Wamelink和他的团队必须重新创造宇宙辐射。该小组决定使用由放射性钴产生的伽马射线,尽管轰击火星表面的实际宇宙辐射包括各种类型的辐射,包括α和β粒子。但是,在地球上产生α和β射线要困难得多,Wamelink说。这将需要一个粒子加速器,Wamelink很想使用它,"但我必须把一些植物放在对撞机中,比方说,两三个月"。考虑到对设备的高需求,"我认为这永远不会发生,"他说。

一旦Wamelink和他的团队获得了放射性钴,该团队在两组中种植黑麦和花园水芹:一组有典型的生长条件,另一组有类似的条件,但加入了伽马辐射。发芽四周后,科学家们对这两组进行了比较,发现暴露在伽马射线下的那组的叶子形状和颜色都不正常。植物的重量也有差异;伽马射线组的黑麦植物的重量比普通组少48%,而暴露在伽马射线下的花园水芹的重量比未被炸毁的同类植物低32%。Wamelink怀疑这种重量差异是由于伽马射线破坏了植物的蛋白质和DNA。该结果本月发表在《天文学和空间科学前沿》杂志上。

在加拿大圭尔夫大学研究农业的Michael Dixon没有参与这项研究,他说考虑到不可能完美地复制宇宙辐射,这项研究在复制宇宙辐射方面做得很合理。最终,研究人员将需要研究火星表面的植物,以全面了解这些影响。

Dixon是一个计划尝试在月球上种植大麦的团队的一员,他说,这应该在未来十年内实现。Dixon和他的同事们计划研究的第一个问题是,植物是否能在月球辐射下存活。

Wamelink说,空间机构应该加强对农作物的研究,以提高宇航员吃的食物的质量。"在ISS[国际空间站]的人仍然吃宇航员的食物。而这不是很好,"Wamelink说。"我不知道你是否尝过它,但是,你不会从中得到快乐。"

研究太空农业和食品生产 "比一些人认为的要重要得多",他说。"辐射是一个问题,但它是可以解决的,我认为。"



推荐阅读

科学家破解天体物理学百年之谜:银河系的宇宙射线从何而来

天文学家首次成功地量化了超新星遗迹中宇宙射线的质子和电子成分。根据对无线电、X射线和伽马射线辐射的新型成像分析,宇宙射线发射的极高能量伽马射线中至少有70%是由质子引起的。 2021-08-26

宇宙射线可能是了解银河系动态的关键

宇宙射线是带电的亚核粒子,其运动速度接近于光速,不断向地球倾泻。这些粒子是相对论的,正如爱因斯坦的狭义相对论所定义的,并设法产生一个磁场,控制它们在星系内的移动方式。 2021-08-25

定量分析支持宇宙射线起源理论,质子占伽马射线总量七成

据近日发表在《天体物理学杂志》上的最新研究,来自日本名古屋大学的天文学家首次成功地量化了超新星遗迹中宇宙射线的质子和电子成分。根据对射电、X射线和伽马射线辐射的最新成像分析,宇宙射线发出的超高能伽马射线中至少有70%是由质子造成的。 2021-08-25

低能电子束辐照杀灭冷链食品包装表面新冠病毒

首次实验证明了电离辐射(伽马射线和电子束)能够有效杀灭新型冠状病毒,获取了辐照剂量与病毒灭活之间的定量关系; 并在P3实验室验证了低能电子束辐照杀灭新冠病毒的可行性和可靠性。 2021-08-25

美国宇航局团队开发技术以保护国际空间站免受辐射风险

据华盛顿消息,美国宇航局的一组研究人员开发了一种技术,可以预测国际空间站 (ISS) 上未来探索任务的辐射风险。 2021-08-24

阅读排行榜