到底是把錢花在外太空探索上，還是用它來解決地球上的嚴重問題，例如氣候變遷和糧食短缺，這是一個有爭議的爭論。 但支持太空探索的一個論點強調了太空探索的好處，事實上，它確實有助於研究、監測和解決氣候變遷和糧食生產等嚴重問題。

隨著進入太空的機會增加，與太空探索直接相關的地面效益潛力呈指數級增長。

例如，透過將天基進步應用於應對陸地挑戰，農業得到了顯著改善。 現在越來越有可能食品是在天基技術的幫助下生產的，例如冷凍乾燥食品，或透過使用天基觀測站的作物監測來生產。

監控農田

衛星監測可以說是太空農業最明顯的好處。 衛星就像天空中細心的眼睛，日夜守護著全球農田。 相關衛星（例如美國太空總署的陸地衛星、歐洲太空總署的環境衛星和加拿大太空總署的雷達衛星）上的專用感測器監測與農業相關的各種參數。

監測土壤濕度的感測器可以告訴我們土壤乾燥的時間和速度，幫助指導區域範圍內更有效的灌溉。 氣象衛星有助於預測乾旱、洪水、降水模式和植物病害爆發。

衛星資料幫助我們預測糧食不安全威脅或農作物歉收。

植物科學

居住在太空中的不僅是沒有生命的機器。 人類已經成功地在幾個太空船和太空站上的近地軌道上生存並種植植物。 由於宇宙輻射和失重等新的壓力因素，太空是包括植物在內的生命生存的終極「惡劣環境」。

太空生物學家安娜麗莎·保羅（Anna-Lisa Paul）將植物描述為能夠「進入其遺傳工具箱並重新製造它們所需的工具」以適應太空的新環境。 植物在太空飛行條件下表現出的新工具和行為可用於解決地球氣候變遷中農作物面臨的挑戰。

美國太空總署的研究人員將棉花種子送到國際太空站，以了解棉花根在沒有重力的情況下如何生長。 這項研究結果將有助於開發具有更深根系的棉花品種，以更有效地從乾旱地區的土壤中獲取和吸收水分。

太空生物學家安娜麗莎·保羅描述了植物如何應對壓力，以及這可以教我們什麼。

農業技術

很快，人類將登上月球，最終登上火星。 在那裡，太空人必須自己種植食物。

航太機構一直致力於開發專門的系統，為太空植物種植提供必要的條件。 這些系統是可以控制內部環境並在 LED 燈下無土種植植物的容器。 NASA 對植物種植受控環境系統的研究是發展現代垂直農場領域的基礎——室內農場在 LED 的紫色光霧下，在沒有土壤的情況下種植作物。

現在，垂直農場是一個新興產業，它正在生產大量新鮮健康的葉類作物，其所使用的水和養分只是陸地農場系統的一小部分。 垂直農場可以建在城市內有需求的地方，從而減少長途運輸的需求。

由於作物在室內受控環境中生長，垂直農場可以大大減少對除草劑和殺蟲劑的依賴，同時回收水並防止養分流失。

太空農業，地球效益

考慮到空間的限制，農作物生產技術需要更節能，並且需要最少的人力投入。 農作物也需要營養豐富，能夠承受高壓環境。 這些特徵對於地球上的農作物來說也是理想的。

科學家正在開發一種資源效率更高的馬鈴薯作物，整個植物都可以食用，包括根、芽和果實。 此類作物將在解決地球和太空的糧食和營養安全方面發揮關鍵作用。

太空探索一直是科技進步的主要動力。 人們對太空重新產生的興趣只會為改善農業提供新的機會，從而使地球上的農業受益。 在全球氣候變遷帶來的迫在眉睫的威脅下，真正的創新可以為我們提供解決糧食生產問題的工具。

Ajwal Dsouza，環境科學博士研究生， 圭爾夫大學 和托馬斯·格雷厄姆，環境科學助理教授， 圭爾夫大學

本文根據知識共享授權從 The Conversation 重新發布。