遨游太空前,先学个种菜技能傍身?
来源:科普中国
发布时间:2024-05-29
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央视网消息:从4月26日进入中国空间站至今天(5月26日),神舟十八号乘组已经在轨工作生活满一个月了。种菜、养鱼、做实验,测量、打扫、忙锻炼,他们的太空生活充实。

在问天实验舱内,航天员李聪精心照料绿植,来源:央视新闻

太空探索的边界在不断拓宽,从曾经的航天育种到如今的太空种植,每一步都见证了人类科技的飞速发展和对未知领域的勇敢探索。

航天育种是指带一些种子去太空遨游,接受宇宙特殊环境的洗礼,产生一些诱变,返回地球之后再种植、培育、优选。例如将普通的植物种子放在卫星舱内,随着卫星在距地200-400千米的太空飞行,被强宇宙射线、微重力、高真空等影响一番,产生一些基因变化,可能会培育出个头超大的南瓜、甜椒等。但其实大,也只是我们对太空育种作物的刻板印象,其真正的目的,是通过选育、试种,最终培育出高产、优质的农作物新品种。因为变异往往是随机的,有可能是好的,也可能是差的,选育的过程一般要经过几代的种植培育,要到多个地方去试种,以确保某种优良性状的稳定遗传和表现,比如长得矮、抗倒伏,穗大、多产等。而航天育种的终极目标,恐怕也不只是着眼于地球,将来要建设会飞的农场!

那自然也就离不开在会飞的农场里种菜种粮。太空种植的好处显而易见,首先就是食物来源。能带上天的载荷重量毕竟有限,既要携带必须的仪器设备还要考虑发射成本和性价比,肯定无法携带无限多的食物,即使带的够多,在长期的太空旅行甚至是基地建设中,也会因为储存时间过长,食物口感和营养价值不断下降,当然它们大部分本身就是罐装或冷冻干燥的食物,维生素也自然很少。所以在太空遨游中,如果能吃上新鲜的蔬菜水果那实在是太幸福了!而种菜恰好可以满足这些需求,可持续并且新鲜!

除了作为食物,植物还可以制造氧气,吸收二氧化碳,在太空中,这些和吃的重要性简直不相上下,甚至更重要。我们知道绿色植物在光的照射下,可以将二氧化碳和水转化为有机物,并释放氧气,也就是光合作用,产生的氧气可以供航天员呼吸,吸收的二氧化碳也减轻了通过材料吸附降低舱内二氧化碳浓度的压力,真是一举多得!并且,鲜活的生命在航天员的精心培育下逐渐发芽、成长、结果,这是一件多么减压治愈的事啊,对长期旅行在外,远离地球母亲的航天员来说,真是个不错的差事!

而要在太空种出菜,还得具备几个植物生长发育的必备条件:光照、水分、空气。

如何创造稳定且必要的光照?根据传统手段,在封闭环境中模拟阳光并达到能刺激植物生长的条件,要使用600—1000瓦的灯泡,而这样的设备和方式太耗电了,在太空中根本无法实现。随着研究不断推进,科学家发现,在进行光合作用时,并不是阳光中所有的光都对植物生长起到了必要作用,而其中的红光和蓝光则至为重要,因此,低耗能、可调节光谱的LED灯是个不错的选择,而由蓝色、红色、绿色的LED发光二极管,以适当比例规律排列组成的光源,可以说是一个完美的太空种植“小太阳”了。为什么还有绿光?加入绿光是为了让视觉效果更好,红、蓝、绿组成的粉色,更利于观察植物的生长,而且据说,绿光可以让植物果实长得更好看,卖相好了食欲也更好。

微重力环境下,如何将水分精准送达植物根部,保障获取充足水分的同时又不至于泡烂了呢?科学家也研究出一些水培方法,为植物根区提供水和空气,帮助它们生长。看看咱们国家的种植经验,是选取了蛭石作为栽培基质。蛭石是一种矿物质,它的吸水性非常好,水分在其中的传导很均匀,受重力的影响很小,用它来替代植物在地面生长时的土壤,按需向其中注入水分、养分和空气,来保障植物的茁壮生长。并且,蛭石密度小,质量轻,可以轻松带上天。

可见,种菜对于未来长期的太空载人活动、深空探测来说都是一项必不可少的技能,也需要更多的研究和实验,更准确的掌握植物在太空生长的规律,模拟和建设更适于植物生长的太空环境,才能在太空舱、空间站甚至是月球基地、火星基地,种出更多种类和数量的植物,实现真正的可持续!


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