遨游太空前,先學個種菜技能傍身?
來源:科普中國
發(fā)布時間:2024-05-29
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央視網(wǎng)消息:從4月26日進入中國空間站至今天(5月26日),神舟十八號乘組已經(jīng)在軌工作生活滿一個月了。種菜、養(yǎng)魚、做實驗,測量、打掃、忙鍛煉,他們的太空生活充實。

在問天實驗艙內(nèi),航天員李聰精心照料綠植,來源:央視新聞

太空探索的邊界在不斷拓寬,從曾經(jīng)的航天育種到如今的太空種植,每一步都見證了人類科技的飛速發(fā)展和對未知領域的勇敢探索。

航天育種是指帶一些種子去太空遨游,接受宇宙特殊環(huán)境的洗禮,產(chǎn)生一些誘變,返回地球之后再種植、培育、優(yōu)選。例如將普通的植物種子放在衛(wèi)星艙內(nèi),隨著衛(wèi)星在距地200-400千米的太空飛行,被強宇宙射線、微重力、高真空等影響一番,產(chǎn)生一些基因變化,可能會培育出個頭超大的南瓜、甜椒等。但其實大,也只是我們對太空育種作物的刻板印象,其真正的目的,是通過選育、試種,最終培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物新品種。因為變異往往是隨機的,有可能是好的,也可能是差的,選育的過程一般要經(jīng)過幾代的種植培育,要到多個地方去試種,以確保某種優(yōu)良性狀的穩(wěn)定遺傳和表現(xiàn),比如長得矮、抗倒伏,穗大、多產(chǎn)等。而航天育種的終極目標,恐怕也不只是著眼于地球,將來要建設會飛的農(nóng)場!

那自然也就離不開在會飛的農(nóng)場里種菜種糧。太空種植的好處顯而易見,首先就是食物來源。能帶上天的載荷重量畢竟有限,既要攜帶必須的儀器設備還要考慮發(fā)射成本和性價比,肯定無法攜帶無限多的食物,即使帶的夠多,在長期的太空旅行甚至是基地建設中,也會因為儲存時間過長,食物口感和營養(yǎng)價值不斷下降,當然它們大部分本身就是罐裝或冷凍干燥的食物,維生素也自然很少。所以在太空遨游中,如果能吃上新鮮的蔬菜水果那實在是太幸福了!而種菜恰好可以滿足這些需求,可持續(xù)并且新鮮!

除了作為食物,植物還可以制造氧氣,吸收二氧化碳,在太空中,這些和吃的重要性簡直不相上下,甚至更重要。我們知道綠色植物在光的照射下,可以將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物,并釋放氧氣,也就是光合作用,產(chǎn)生的氧氣可以供航天員呼吸,吸收的二氧化碳也減輕了通過材料吸附降低艙內(nèi)二氧化碳濃度的壓力,真是一舉多得!并且,鮮活的生命在航天員的精心培育下逐漸發(fā)芽、成長、結(jié)果,這是一件多么減壓治愈的事啊,對長期旅行在外,遠離地球母親的航天員來說,真是個不錯的差事!

而要在太空種出菜,還得具備幾個植物生長發(fā)育的必備條件:光照、水分、空氣。

如何創(chuàng)造穩(wěn)定且必要的光照?根據(jù)傳統(tǒng)手段,在封閉環(huán)境中模擬陽光并達到能刺激植物生長的條件,要使用600—1000瓦的燈泡,而這樣的設備和方式太耗電了,在太空中根本無法實現(xiàn)。隨著研究不斷推進,科學家發(fā)現(xiàn),在進行光合作用時,并不是陽光中所有的光都對植物生長起到了必要作用,而其中的紅光和藍光則至為重要,因此,低耗能、可調(diào)節(jié)光譜的LED燈是個不錯的選擇,而由藍色、紅色、綠色的LED發(fā)光二極管,以適當比例規(guī)律排列組成的光源,可以說是一個完美的太空種植“小太陽”了。為什么還有綠光?加入綠光是為了讓視覺效果更好,紅、藍、綠組成的粉色,更利于觀察植物的生長,而且據(jù)說,綠光可以讓植物果實長得更好看,賣相好了食欲也更好。

微重力環(huán)境下,如何將水分精準送達植物根部,保障獲取充足水分的同時又不至于泡爛了呢?科學家也研究出一些水培方法,為植物根區(qū)提供水和空氣,幫助它們生長??纯丛蹅儑业姆N植經(jīng)驗,是選取了蛭石作為栽培基質(zhì)。蛭石是一種礦物質(zhì),它的吸水性非常好,水分在其中的傳導很均勻,受重力的影響很小,用它來替代植物在地面生長時的土壤,按需向其中注入水分、養(yǎng)分和空氣,來保障植物的茁壯生長。并且,蛭石密度小,質(zhì)量輕,可以輕松帶上天。

可見,種菜對于未來長期的太空載人活動、深空探測來說都是一項必不可少的技能,也需要更多的研究和實驗,更準確的掌握植物在太空生長的規(guī)律,模擬和建設更適于植物生長的太空環(huán)境,才能在太空艙、空間站甚至是月球基地、火星基地,種出更多種類和數(shù)量的植物,實現(xiàn)真正的可持續(xù)!


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