盘点LED在太空的探索中的应用

4.太空农场

在太空种植食材，能很好地解决长途太空旅行中的一大难题：新鲜食物的供给。而就短期而言，则能起到成本削减的作用——每运送1kg 食物到国际空间站，要花费近14000英镑，主要都是些高热量并能长期存放的食品，新鲜食物尤其是蔬菜水果非常有限。

基于太空环境的特殊要求，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。LED 具有这些基本特征，是太空农业最理想的人工光源。

美国宇航局通过一项名为蔬菜生产系统的计划为国际空间站的宇航员们提供太空种植的可食用蔬菜。这一太空植物种植计划首批栽培6 株莴苣，由粉红LED 灯提供光合作用所需光线。莴苣太空生长周期很短，一旦种植，28 天后就能成熟到可以食用的程度。

说到肉食，要在太空舱的狭小空间中饲养大型动物可能很不现实，中国科学家为此推荐了小个头的蚕。他们认为蚕的蛋白质含量高、生长周期短、生物转化效率高、活动所需空间小，饲养蚕的过程中气味小、不产生废水。因此，蚕有可能作为太空旅行所需动物蛋白质的最佳候选动物。

5.园艺疗法

据自1989 年开始给莱克斯岛上的居民进行园艺疗法的纽约园艺学会说，照顾植物的好处非常多，例如“减小压力、改善心情、缓解抑郁、促进社交、改善身心健康”和一般健康。

在广袤无垠的太空中， 即使是最坚强的宇航员， 也有可能会被逼到忍无可忍的地步。太空农场种植植物并不只是为了食用，它们还充当着一种情感寄托物，即园艺疗法。这样，宇航员生活在密闭的飞船舱中，他们一点也不感到孤独和寂寞，更多的是兴奋和自豪。

6.调节睡眠

来自Lighting Science 公司的Rhythm Downlight不仅仅是个能发光的LED 灯泡，它还能影响到使用者的精神状态。美国宇航局在国际太空站部署类似的技术来帮助宇航员调节自己的睡眠——在28160千米/小时的速度下，宇航员们每24 小时会看到16 次日出和日落。

实验发现，波长在446—477纳米之间的蓝光会抑制褪黑素的生成。Lighting Science 的工程师根据实验结果编写了Rhythm Downlight 的设置程序，包括“提神模式”(更多蓝光)和“放松模式”(无蓝光)。这项技术不仅用于宇航员，也适用于普通人。使用者可通过程序添加自己的日程安排，这样就能在工作和起居的时候保持良好精神状态，尤其是在午后和夜晚。

7.治疗伤口

在确定LED可用于太空培养植物后，美国宇航局还研究LED用于光生物调节作用疗法(PBMT)。 PBMT是一种新型的医疗技术，通过将机体暴露于高强度、特定波长的光的照射下，来刺激或抑制细胞活动。PBMT调节机体的细胞器官(如线粒体、液泡和叶绿体等)，在细胞水平上利用特定波长的光子能量增强呼吸作用，减少自然的发炎症状，加快伤口的愈合速度和应激速度，促进新城代谢。目前，这项技术已经由航天延伸到民用商用。

8.墨水光源

一家位于美国亚利桑那州，针对照明、太阳能和能量存储等应用从事无机印刷和柔性半导体开发的新创公司NthDegree，和美国宇航局共同开发“轻质、低功耗”光源。

该光源使用NthDegree开发的创新半导体墨水。NthDegree声称其发明了一种能将半导体墨水转移到衬底上的专有方法，这种油墨内含功能元件，如使用传统晶圆制程的二极管和晶体管。固态照明装置是在标准的InGaN异质外延上，制成微型LED并分散于油墨黏合剂中。以一台60公分宽的柔性凸版印刷机来说，每分钟可印刷出75公尺，每年运作300天，每天工作20小时的话，大约可相等于2.5亿颗A—19灯泡。