「地球上で最も明確な影響をもたらす技術は、水耕栽培、噴霧耕、LED照明、閉鎖循環型の水・栄養管理、センサーを多用した気候制御、そしてますます自律化が進む温室だ」と、私立教育機関OPIT（Open Institute of Technology）のシルベスター・カチュマレク教授はForbesへのメールで述べた。
同氏はさらにこう付け加えた。「これらはすでに都市農場、ハイテク温室、厳しい気候下での生産に導入されつつある。培養肉やその他のバイオリアクターを基盤とする食品システムも有望だが、商業的成熟度という点ではまだかなり初期段階にある」
環境制御型農業や垂直農法は、商業的な垂直農場や屋内施設ですでに利用されている。IntraVision社の栽培システム「GravityFlow」などでは、植物は移動可能な「GrowBox」、つまり制御された複数の環境と成長段階を自動的に移動する専用コンテナ内で育てられる。高密度の垂直フローラックを使うため、必要な床面積は大幅に少なくなる。一方で、閉鎖循環型管理によって、外気や太陽光に頼らず、温度、気流、湿度、栄養供給が制御される。
垂直農法システムは、人口密度の高い大都市圏などにおいては、倉庫や改修された建物のような空間に農地を収めつつ、物理的な占有面積に対して高い収量を生み出すことができる。また、輸送コストを大幅に削減することも可能になる。都市の中で新鮮な食料を直接栽培すれば、長距離輸送費や食品廃棄を大幅に削減できるからだ。
干ばつが起きやすい地域や乾燥地帯では、閉鎖循環型の水耕栽培や噴霧耕の設備により、大量の水を再利用できる。これは、水が蒸発によって絶えず失われる従来の露地農業とは対照的だ。砂漠や土壌の質が低下した土地でも、一定の収穫を安定して得られる可能性がある。
同様に、極圏やその周辺の寒冷地、高地のような極端な気候の地域では、環境制御型農業であれば、氷点下の気温や短い栽培期間に左右されることなく、地域社会が年間を通じて新鮮な葉物野菜や野菜を得られる。こうした条件下では通常、これらの野菜の栽培は極めて難しい。密閉型の構造物であれば、季節外れの霜、激しい嵐、気候の乱れから作物を守ることもできる。こうした要因は病害を引き起こし、収量に大きな影響を及ぼす可能性がある。
遠隔地の島国、軍事基地、過酷な条件下にある研究ステーションのような孤立した環境では、サプライチェーンが脆弱で不安定かつ高コストになる場合がある。そのため、環境制御型農業は、こうした条件下で新鮮な野菜や農産物を安定的に供給する助けとなり得る。
「これらの技術が従来型農業を上回るのは、葉物野菜、ハーブ、マイクログリーン、一部の温室野菜のような高付加価値で傷みやすい作物においてだ。年間を通じた、地域内での、予測可能な生産が重要になる作物である」とカチュマレクは述べた。同氏はさらにこう付け加えた。「熟練した栽培者が不足している地域でも、これらのシステムは重要だ。自動化によって、労働力や専門知識の制約を補うことができるからだ」
地球上での実装がなお難しい理由
環境制御型農業のような宇宙農業技術を地球上で導入する際の最大の課題の1つは、極めて高度な技術と大規模な初期設備が必要になる点にある。例えば、ISSにあるNASAの高度植物生育装置（APH）は、直接的な乗員の介入を必要とせず、水、温度、空気組成を独立して監視・調整するため、約180のセンサーを使用している。最終的には高度に自律的なシステムになり得るものの、初期の資本支出（CAPEX）は依然として高い。これは、気候変動の直撃を受けている多くの途上国にとって障壁となり得る。
