今天的宇航员通常在太空停留几个星期或几个月，宇航员能够携带所有的食物。但好奇号和中国即将进行的火星探测表明，未来100年人类移民火星的时间不会太久，而到达火星再返回地球将花费两年时间，甚至要停留在火星的太空任务时间可能会大大延长，宇航飞船空间携带食物有限，宇航员还需要开始种植自己的食物。
但火星环境与地球不同，种植农作物要考虑以下几个因素：
首先，火星表土成分和地球富含有机物的土壤不同，火星表土中所含的高氯酸盐不仅对作物生长不利，对人体也有害，其阻止了作物在火星生长。
而且火星重力水平明显低于地球，在微重力环境下颗粒状土壤会导致水分散，所以此时植物如何更好生根是一个问题。
通过中和火星表土的微生物和化学方法还在理论试验阶段，所以不用火星土壤种植作物，除了使用粘土颗粒或类似泥炭苔藓的材料来帮助植物生根之外，最有效的是使用养分的水培系统。
其次，地球上的大多数植物都能接触到大量的自然阳光，并朝着这些阳光生长，在火星可用人工照明的方法让植物遵循同样行为。
第三，宇宙飞船上种植出食物，种植系统必须能够浇水、控制光照、湿度、空气循环和养分输送。系统还需与生命维持系统连通，便于交换二氧化碳和氧气。
美国和俄罗斯在1993年就开始在合并的空间站上搭建壁挂式温室“拉达”(Lada)，计划通过该温室种植新鲜食物，在国际空间站上还有一个欧洲模块栽培系统，用来研究植物。目前已经在太空中种植出了各种各样的植物，包括芥蓝、扁豆、小麦、多叶沙拉植物、芥菜植物和大豆。
今天宇航员的食谱已经大大丰富，太空农场已经生产出了大豆、花生、菠菜、卷心菜、生菜和大米。小麦浆果和大豆可以种植和加工成面食或面包。宇航员将在厨房里把这些食物做成家常便饭。
据美国国家航空航天局介绍，火星人晚餐的菜单可能包括菠菜西红柿烤面包丁沙拉、西红柿酱面食和巧克力花生酱豆浆奶昔。不过水耕栽培只适用叶菜类蔬菜，例如草莓、番茄。所以有研究者认为未来火星农场主要作物是草莓和西红柿，而不是土豆。
最近尼日利亚科学家因为国家有限的种植土地，研究了出了气耕法种植蔬菜（新加坡学者的气耕法可能更早），气耕栽培的优势之一就是能将作物一盆盆叠起来节省耕作面积，气耕栽培适用根茎类植物，例如莲藕、马铃薯、甘薯、山药、芋头、菊芋、姜、洋葱、萝卜等。如果能使用气耕法，火星农场应该可以土豆作为主食了，俄罗斯宇航员再不用担心土豆烧牛肉没有食材了。
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