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央視網(wǎng)消息:從4月26日進(jìn)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(mǎn)一個(gè)月了。種菜、養魚(yú)、做實(shí)驗,測量、打掃、忙鍛煉,他們的太空生活充實(shí)。
在問(wèn)天實(shí)驗艙內,航天員李聰精心照料綠植,來(lái)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(jiàn)證了人類(lèi)科技的飛速發(fā)展和對未知領(lǐng)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星艙內,隨著(zhù)衛星在距地200-400千米的太空飛行,被強宇宙射線(xiàn)、微重力、高真空等影響一番,產(chǎn)生一些基因變化,可能會(huì )培育出個(gè)頭超大的南瓜、甜椒等。但其實(shí)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(guò)選育、試種,最終培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的農作物新品種。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(guò)程一般要經(jīng)過(guò)幾代的種植培育,要到多個(gè)地方去試種,以確保某種優(yōu)良性狀的穩定遺傳和表現,比如長(cháng)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(zhù)眼于地球,將來(lái)要建設會(huì )飛的農場(chǎng)!
那自然也就離不開(kāi)在會(huì )飛的農場(chǎng)里種菜種糧。太空種植的好處顯而易見(jiàn),首先就是食物來(lái)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?xún)r(jià)比,肯定無(wú)法攜帶無(wú)限多的食物,即使帶的夠多,在長(cháng)期的太空旅行甚至是基地建設中,也會(huì )因為儲存時(shí)間過(guò)長(cháng),食物口感和營(yíng)養價(jià)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(shí)在是太幸福了!而種菜恰好可以滿(mǎn)足這些需求,可持續并且新鮮!
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(jiǎn)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(guò)材料吸附降低艙內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(cháng)、結果,這是一件多么減壓治愈的事啊,對長(cháng)期旅行在外,遠離地球母親的航天員來(lái)說(shuō),真是個(gè)不錯的差事!
而要在太空種出菜,還得具備幾個(gè)植物生長(cháng)發(fā)育的必備條件:光照、水分、空氣。
如何創(chuàng )造穩定且必要的光照?根據傳統手段,在封閉環(huán)境中模擬陽(yáng)光并達到能刺激植物生長(cháng)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(wú)法實(shí)現。隨著(zhù)研究不斷推進(jìn),科學(xué)家發(fā)現,在進(jìn)行光合作用時(shí),并不是陽(yáng)光中所有的光都對植物生長(cháng)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、可調節光譜的LED燈是個(gè)不錯的選擇,而由藍色、紅色、綠色的LED發(fā)光二極管,以適當比例規律排列組成的光源,可以說(shuō)是一個(gè)完美的太空種植“小太陽(yáng)”了。為什么還有綠光?加入綠光是為了讓視覺(jué)效果更好,紅、藍、綠組成的粉色,更利于觀(guān)察植物的生長(cháng),而且據說(shuō),綠光可以讓植物果實(shí)長(cháng)得更好看,賣(mài)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(shí)又不至于泡爛了呢?科學(xué)家也研究出一些水培方法,為植物根區提供水和空氣,幫助它們生長(cháng)??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(lái)替代植物在地面生長(cháng)時(shí)的土壤,按需向其中注入水分、養分和空氣,來(lái)保障植物的茁壯生長(cháng)。并且,蛭石密度小,質(zhì)量輕,可以輕松帶上天。
可見(jiàn),種菜對于未來(lái)長(cháng)期的太空載人活動(dòng)、深空探測來(lái)說(shuō)都是一項必不可少的技能,也需要更多的研究和實(shí)驗,更準確的掌握植物在太空生長(cháng)的規律,模擬和建設更適于植物生長(cháng)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(lèi)和數量的植物,實(shí)現真正的可持續!
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