CEA：controlled environment agriculture，受控环境农业
联合国预测，到 2050 年，地球上的人口将再暴增23 亿人，其中大部分人口集中在远离农田的城市中心。
传统农业可能无法满足这种需求，但幸运的是，科学家几十年来一直致力于解决地球和太空的粮食生产问题。NASA的科学家在长期太空探索期间为宇航员提供食物的技术，特别是在长期太空探索期间在太空中种植植物——包括最大限度地减少用水和能源消耗以及摆脱土壤约束，为解决粮食问题提供了很好的探索经验。
美国宇航局最初通过建造该国第一个垂直农场在地面上开创了这些技术。在测试水星太空舱留下的退役低压舱内，技术人员将一排排水培托盘像书架一样靠在墙上。然后使用现成的部件添加照明、通风和循环水系统。各种农作物被种植在堆叠的托盘上，以测试它们在没有阳光或露天环境的情况下在水中的生长情况。
这种创新的农业方法为受控环境农业（CEA）行业奠定了基础。
CEA 结合植物科学和环境控制来优化植物生长并最大限度地提高效率，经常结合垂直生长结构。技术能够过滤作物水中的污染物并提供精确的营养平衡。人工照明仅在正确的时间、强度和持续时间提供必要的波长。而环境控制保持理想的温度和湿度。
Plenty Unlimited 公司的首席科学官 Nate Storey 说，这种方法可以帮助养活新生的后代，Plenty Unlimited 是建立在 NASA 植物生长研究基础上的几家公司之一。
重新定义数据农场
Plenty 使用的水量不到传统农业的 1%，该公司占地 2 英亩的农场的产量与 720 英亩户外农场的产量相似。
目前全球市场价值 29 亿美元，据估计，垂直农业市场到 2025 年可能达到 73 亿美元。
“整个行业都建立在 NASA 的研究之上，”斯托里说。从早期开始，美国宇航局就探索了生物再生生命支持系统，植物回收废物，生产食物和氧气，并消除二氧化碳。封闭式生态生命支持系统计划起源于美国宇航局佛罗里达州肯尼迪航天中心的生命科学部，资助大学研究以确定最佳植物及其理想的生长条件，并且该机构建造了生长室来扩展这些发现。
肯尼迪生物质生产室的内部复制了宇航员将在太空或其他星球上用来种植新鲜作物的封闭生长环境。作为美国第一个受控环境垂直农场，该房间帮助 NASA 为室内农业行业提供关键数据。美国宇航局科学家比尔·诺特（左）和汤姆·德雷舍尔检查作物的生长情况。
“种植庄稼是一种多功能的生命支持方法，”美国宇航局肯尼迪的植物生理学家雷惠勒说。“但我们需要回答这个问题，你能像在太空一样在封闭的环境中做到这一点吗？”
Wheeler 在 1980 年代建造的生物质生产室中进行了多次生长实验。他说，多年的实验产生了“大量数据”，所有这些都被公开了。
从这项工作中，Plenty 采用了该机构首创的一种“营养膜技术”。这种无土水培系统在幼苗周围循环一层恒定的、最小的水膜，其中包含所有必需的养分。
这种方法生产出更新鲜、更健康、更美味的植物。Storey 表示，照明的均匀性以及对与植物群落相关的所有其他变量的数据驱动控制使增长率和产量变得可预测。收获更嫩、更美味的幼苗意味着产品的味道比完全成熟的植物更好。而且由于从农场到餐桌的时间大大缩短，植物保留了通常在长途运输过程中失去的新鲜度和营养价值。
通过控制环境的每一个元素，Plenty 可以避免使用有害化学物质，如也会影响植物健康的杀虫剂和除草剂。
植物生长研发
Green Sense 在其垂直农场中使用 LED 灯，为每种植物调整红蓝光的组合。总工程师莱恩·帕特森 (Lane Patterson) 检查意大利罗勒的成功种植。帕特森在南极站工作期间获得了室内农业的宝贵经验，经营着一个由 NASA 部分资助的室内生长室。
Bowery Farming 在废弃的城市建筑内建造垂直农场，为当地零售商和餐馆提供新鲜农产品。封闭系统全年生产食物，消除了限制户外农业的问题，如干旱、冬季温度和虫害。
不同的植物需要不同的水、养分、光、气流等平衡。美国宇航局研究并记录了数十种物种的理想条件，现在 Green Sense Farm Holdings 正在地球上使用这项研究。
该公司为其气候控制垂直农场的植物生长优化提供合同研发服务，该农场使用软件来优化条件并收集植物生长数据。
Green Sense 总裁 Robert Colangelo 说，一个例子是测试 LED 灯中红色与蓝色的比率、它们的强度以及它们发光的时间。这种基于 NASA 研究的方法意味着仅使用植物所需的光波长，从而减少电力消耗。
Bowery Farming 基于 NASA 的数据驱动模型构建城市垂直农场，将其构建到空置仓库等现有结构中，并将产品在当地分发给餐馆和杂货店。公司首席科学官亨利·斯图尔 (Henry Sztul) 表示，该公司不断监测作物和条件，以维持理想的环境。
Bowery 的系统使用人工智能来理解作物数据并管理生长周期。正如一个人可以学会识别黄油生菜叶上的尖端烧伤一样，计算机也可以学习同样的识别。Sztul 说，使用数千张照片，计算机学会识别问题并自动调整系统的各个部分。
NASA 的其他专业知识来自训练有素的员工：几名 Bowery 员工在南极洲的模拟太空栖息地进行了 NASA 资助的植物测试，Green Sense Farms 的首席工程师也是如此。
专业马铃薯
CSS Farms 使用一种称为营养膜技术的水培种植系统，由 NASA 开发，用于种植马铃薯植物、花生和其他块根作物。该公司的温室是一种不同的受控环境农业，依靠新鲜空气和阳光来支持生长过程，但数据和技术仍然发挥着重要作用
垂直农场并不是唯一受益于 NASA 研究的 CEA 企业。马铃薯农民现在在温室中使用营养膜技术。Wheeler 说，该机构率先将这种方法用于马铃薯、红薯和花生等根区作物，并以破纪录的马铃薯产量证明了这一点。
CSS Farms 使用这种技术在温室中种植称为微型块茎的种薯。与从种子长成的植物不同，马铃薯是从切好的马铃薯或微型块茎中长出来的。这些可以运输和种植在田地里，在那里它们长成可以生产大马铃薯供消费的植物。
土壤种植方法通常每株植物产生 5 或 6 个微型块茎。“我们将在 12 周的收获期中每周收获 2 到 3 次，每年收获 3 种作物。在营养薄膜系统中，每株植物可以获得 30 到 50 个微型块茎，”CSS Farms 的温室经理 Matt Barrow 说。
随着 NASA 继续推进再生式生命支持系统为月球和火星任务做准备，这些将支持 CEA 行业的进一步发展。
NASA 在向私营部门转让技术方面有着悠久的历史 。该机构的衍生出版物介绍了已转化为商业产品和服务的 NASA 技术，展示了美国对其太空计划的投资带来的更广泛的好处。Spinoff 是 NASA 空间技术任务理事会 (STMD) 技术转让计划的出版物。