在长期的太空探索过程中，为宇航员提供食物意味着需要用尽可能少的资源在太空中种植植物，包括尽量减少水的使用和能源消耗，并且不使用土壤。
美国宇航局最初在地面上开创了这些技术，建立了该国第一个垂直农场。在测试水星太空舱时留下的一个退役的低气压舱内，技术专家将一排排水培托盘像书架一样堆放在墙壁上，然后使用现成的部件添加了照明、通风和水循环系统。各种作物被种植在堆叠的托盘上，以测试它们在没有阳光或露天的情况下，在水中的生长情况。
重新定义数据农场
“整个行业是建立在美国国家航空航天局的研究之上。”Storey说。从早期开始，NASA就探索了生物再生生命支持系统、利用植物回收废物生产食物和氧气，并消除二氧化碳。封闭式生态生命支持系统计划起源于美国宇航局佛罗里达州肯尼迪航天中心的生命科学部，他们为大学提供研究资金，以确定最佳植物及其理想的生长条件。该机构同时还建造了生长室以扩展这些研究。
肯尼迪的生物质生产室的内部复制了宇航员将在太空或其他星球上使用的封闭式生长环境，以种植新鲜作物。作为美国第一个受控环境的垂直农场，该室帮助NASA为室内养殖业提供关键数据。美国宇航局科学家Bill Knott（左）和Tom Dreschel正在检查作物的生长情况。来源：美国国家航空航天局
“种植作物是一种多功能的生命支持方式。”美国宇航局肯尼迪中心的植物生理学家Ray Wheeler说。“但我们需要回答这个问题，你能在像太空中那样的封闭环境中做到这一点吗？”
Wheeler在建于20世纪80年代的生物质生产室中进行了多次生长实验。他说，多年的实验产生了 大量的数据，所有这些数据都被公开了。从这项工作中，Plenty改良了一项该机构开创的一种 “营养膜技术”。这种无土水培系统在幼苗周围循环着一层持续的微薄水膜，其中含有所有必要的营养物质。
这种方法可以生产更新鲜、更健康、更美味的植物。Storey说，照明的均匀性以及对与植物群落相关的所有其他变量的数据驱动控制，使得生长速度和产量可以预测。趁着年轻的植物更嫩、更美味的时候收获它们，意味着产品比让它们完全成熟的植物味道更好。由于从农场到餐桌的时间大大缩短，植物保留了通常在长途运输中失去的新鲜度和营养价值。
通过控制环境的每一个元素，Plenty可以避免使用有害的化学品，如杀虫剂和除草剂，这些化学品也会影响植物健康。
Green Sense在其垂直农场中使用LED灯，为每种植物物种调整红光和蓝光的混合。首席工程师Lane Patterson正在检查意大利罗勒的成功栽培。Patterson在南极站工作时获得了宝贵的室内种植经验，他操作的室内生长室是由美国宇航局部分资助的。来源：Green Sense Farms Holding Inc.
植物生长的研发
不同的植物需要不同的水、养分、光照、气流等的平衡。美国宇航局研究并记录了几十个物种的理想条件，而现在Green Sense Farm Holdings正在地球上使用这项研究的数据。
该公司为其气候控制的垂直农场的植物生长优化提供合同研发服务，该农场使用软件来优化条件并收集植物生长数据。
在废弃的城市建筑内，Bowery Farming建立了垂直农场，为当地的零售商和餐馆提供新鲜产品。这个封闭系统全年生产食物，消除了限制户外农业的问题，如干旱、冬季温度和虫害。来源：Bowery Farming Inc.
Green Sense公司总裁Robert Colangelo说，一个例子是测试LED灯的红蓝比例，它们的强度以及光照的时间。这种方法基于美国宇航局的研究，意味着光照只使用植物需要的光波长，从而减少电力消耗。
Bowery Farming公司根据NASA的数据驱动模型，在现有的结构（如空置的仓库）中建立了城市垂直农场，并在当地向餐馆和杂货店分发农产品。该公司不断监测作物和条件，以保持理想的环境，首席科学官Henry Sztul说道。
Bowery的系统使用人工智能来理解作物数据并管理生长周期。就像一个人可以学会识别黄油生菜叶子上的尖端烧伤一样，计算机也可以学会同样的识别方法。Sztul说，通过使用数以千计的照片，计算机可以学会识别问题并自动调整系统的各个部分。
美国国家航空航天局的其他专业知识以训练有素的员工的方式出现：Bowery公司的几名员工曾在南极洲的模拟太空栖息地进行由美国国家航空航天局资助的植物测试，Green Sense Farms的首席工程师也是如此。
专业化的薯条
垂直农场并不是唯一受益于NASA研究的可控环境农业企业。马铃薯农民现在在温室中使用营养膜技术。Wheeler说，该机构首先为马铃薯、红薯和花生等根区作物开创了这种方法，它以破纪录的马铃薯产量证明了自己。
CSS Farms利用这种技术在温室中种植被称为“微型薯”的马铃薯种子。与用种子种植的植物不同，马铃薯是用切下的马铃薯块或微型薯种植。这些原种可以被运到田地里种植，在那里它们长成植物，生产出成熟的马铃薯供食用。
CSS Farm使用一种称为营养膜技术的水培种植系统，该系统由美国宇航局开发，用于培育马铃薯植物、花生和其他根茎类作物。该公司的温室是一种不同的受控环境农业，依靠新鲜空气和阳光来支持生长过程，但数据和技术仍然发挥着重要作用。来源：CSS Farms LLC
土壤种植方法通常每株植物能产出五或六个微型薯。“我们会在每年的三茬作物中每周收获两到三次，收获期为12周。” CSS Farms的温室经Matt Barrow说：“在营养膜系统中，每株植物可以获得30到50个微型薯。”
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NASA
网站：www.nasa.gov
