月球重力下水的行为：植物灌溉面临新挑战

月球重力下的水行为：植物灌溉面临新挑战

随着人类将目光投向未来月球基地，植物栽培对于维持生命至关重要。植物可以提供食物、氧气、药物、水净化和废物回收，使其成为月球开发不可或缺的一部分。然而，月球表面重力仅为地球的六分之一，这一差异对植物灌溉意味着什么？一项由空间生物学家John Z. Kiss、Karl H. Hasenstein和Christopher P. McKay与4SPACE LLC合作的研究，旨在理解水在月球重力下的行为。该研究发表于《微重力科学与技术》期刊。

表面张力减缓水流

研究人员发现，在模拟月球重力下，测试液体的行为存在明显差异。Kiss表示：“表面张力对水流的影响更大。本质上，由于表面张力，水在月球重力下流动不那么自由。如果你要在月球上给植物浇水，可能需要设计一个与地球上完全不同的系统。”

两分钟的模拟月球重力

4SPACE公司与Kiss接洽，提出了实验计划，这是Kiss第九次进入太空的实验。实验与路易斯安那大学拉斐特分校的Hasenstein共同设计，其贡献对实验的构思和执行至关重要。NASA艾姆斯研究中心的McKay也参与了实验设计。该研究于2025年2月在蓝色起源新谢泼德29号飞行期间进行，测试了三种不同液体——纯水、30%甘油溶液和盐溶液——以观察液体弯月面（容器内液体的弯曲表面）在模拟月球重力下的反应。飞行仅持续约10分钟，通过下降时像离心机一样旋转，产生了约两分钟的模拟月球重力。

月球土壤加剧灌溉挑战

了解月球表面水的流动对植物在月球上的生存至关重要，因为不均匀灌溉会限制氧气可用性并损害植物生长。月球土壤由非常细小的尘埃和岩石碎片组成，这使得它吸收水分的能力很差。Kiss说，月球上缺乏水流与月球土壤吸水能力差的结合，给植物繁殖带来了挑战。研究人员发现，甘油溶液显示出更好的水流迹象，这为研究哪些添加剂可能有助于促进月球土壤中植物吸水打开了大门。

成功硬件为后续月球测试铺路

Kiss解释说，这项研究在发射到太空时并非必然成功。“这是新硬件；里面有一个摄像头；有一个加速度计，这样我们就能知道重力水平——它成功了，”Kiss说。“我再怎么强调也不为过，因为很多人设计这些东西多年，然后出了问题。”Kiss和他的团队成功避免了这些陷阱，并产生了一项具有宝贵结果的实验，但他们希望以此作为进一步研究的起点。“我们想通过进行更长期的实验和真正的月球实验来验证这种表面张力。我和我的学生们对未来在月球上进行实验的可能性感到非常兴奋，”Kiss说。像这样的小规模研究为以后更应用的研究打开了大门，因为人类越来越接近能够在地球之外维持生命。

关键概念

• 土壤湿度
• 界面流动
• 表面重力
• 月球

研究团队

该研究由佛罗里达理工学院提供，作者包括Karl H. Hasenstein等。编辑团队包括Sadie Harley（生命科学与生态学学士，微生物实验室背景，在石油、天然气和可再生能源行业有制药新闻经验）和Robert Egan（数学生物学学士，创意写作硕士，对科学和语言有独特视角）。

原标题：New research shows how water would behave on the moon。 来源：phys.org。

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