LED缘何上太空?

　　LED光源在植物照明方面的优势，优势具体描述：

　　节能目前白光LED的电能转化效率最高，已达到80%，而普通荧光灯仅为20%

　　环保LED没有任何污染，并且发光颜色纯正，不含紫外和红外辐射成分

　　寿命长LED寿命可达5万小时以上，是荧光灯的5倍以上，是白炽灯的100倍

　　单色光可调控LED发出的光为单色光，能够自由选择红外、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色等发光光谱，按照不同植物的需要将它们组合利用，不仅节能，而且可提高植物对光能的吸收利用率

　　冷光源LED发出单色光，没有红外或远红外的光谱成分，是一种冷光源，可以接近植物表面照射而不会出现叶片灼伤的现象，并且它的体积小，可以自由地设定光源板的形状，极大提高了光源利用率和土地利用率，有利于形成多段式紧凑型的栽培模式，适用于密闭植物工厂的集约型生产模式

　　随着空间技术的发展，人类进行太空探索逐渐成为现实。基于空间环境的特殊要求，植物栽培使用的光源必须具有发光效率高、输出光谱与植物光合作用需求吻合、体积小、重量轻、寿命长、无污染等特征。

　　由于LED具有光量可调整、光质可调整、冷却负荷低与允许提高单位面积栽培量等特点，因此对封闭有环控的农业生产环境是一种非常适合的人工光源，近年来已经成为太空农业重要的人工光源。普渡大学的园艺教授——加里·米切尔在一项声明中说：“地球上的一切最终都由阳光进行光合作用”。“我们面临的问题是怎样在太空中复制，用有限的能源产生自己的光源，有针对性的LED照明是最佳选择。”

　　太空农业中，LED照明进行时

　　美国航空航天局针对宇宙基地闭锁式生命维持系统的植物生产特点，把LED光源列为空间植物栽培系统首选光源，并委托Wisconsin大学等单位开展研究，目前已研究出应用6-14m2就能提供一个人需要的面粉、豆、薯、菜、蕃茄、玉米等食物的生产模式。

　　普渡大学的园艺教授加里-米切尔认为，太空农业需要采取垂直方式，即与地球上的城市农业提倡的方式类似。LED的重要支持者米切尔已经从事垂直农业很多年，采用垂直农业是为了支持太空生活。

　　德国Heliospectra公司发布了L4A系列的10型LED照明系统，主要用于包括植物生物化学、植物分子生物学、昆虫学以及动物学等领域的开发研究。德国航空航天中心采用此照明系统作为环境封闭营养来源进化和设计研究项目的组成部分，最终实现在太空领域种植蔬果。

　　加拿大圭尔夫大学的研究团队致力研究一项LED技术，这项技术可以提供宇航员在外天空种蔬菜。

　　中国航天员中心载人航天环控生保室主任郭双生等在模拟空间舱内环境温度控制在22℃、相对湿度70%、二氧化碳浓度500μmol·mol-1、光照周期24 h(亮) /0 h(暗)的条件下,利用红蓝2种LED的4种不同组合作为照明光源,在多孔管和多孔陶瓷颗粒无土栽培装置下进行植物栽培试验。结果表明，红色LED下生长的植物初期呈匍匐状，后期直立、细长;红蓝光LED组合下的植株生长基本正常，但90%红光LED+10%蓝光LED更为适宜。这一结果对我国太空农业LED的应用研究具有重要的参考价值。

　　加拿大圭尔夫大学研究团队正在研究在使用LED的情况下怎样使植物生长达到最优化的技术，LED照明能够提供植物生长所需要的特殊波，最看重的就是LED照明的高效性。当资源短缺时，你可以通过较少的能量就获得许多光子。研究人员在试验中使用莴苣进行测试，因为这种植物很容易生长而且生长迅速。他们将借助研究结果改善更具营养的作物生长，比如说草莓和圣女果等。研究人员相信，LED光源的奇特方法将在未来广泛运用，让宇航员在太空中种植大量蔬菜。

　　而普渡大学园艺教授加里-米切尔也在做着相类似的研究，他们的新科学研究发现，就生菜来说，至少神奇的灵丹妙药似乎是按95:5的比例在棚顶上放置红色和蓝色指示灯，这样特殊的混合光比使用全覆盖LED灯节省50%的能源，比传统灯泡节省90%的能源。

　　未来的太空农民都发现，只发出可见光的LED灯是最好的选择，植物扔掉了太阳的大部分能量，进化使得植物在所有颜色中偏好吸引红光和蓝光。在经过实验室改造之后研究人员发现，用少许蓝光和大量红光喂养的生菜产量最高，削减了十倍能源消耗。

　　当然，对于太空农业的LED照明系统来说，研究组还有很多工作要做，比如研究在植物的整个生命周期中如何适时增减光照。一旦得到最优的绿叶蔬菜光照过程，科学家们将开始研究更多植物要求的光线，如西红柿和玉米。