序言

在内容开始之前,先让大家思考一个问题:如果我们未来有一天,真的会太空旅行的话,会遇到什么问题?

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小鲸觉得呢,食物肯定是大部分人会考虑的问题。

如果咱们只是短期太空旅行的话,食物是可以由地面运上去。比如现在国际空间站上面的食物,就是用SpaceX的龙飞船进行运输的。

但是如果是长期的太空旅行呢?

就要考虑在太空种植各种植物,满足人们对食物的需求。值得一提的是,目前宇航员们已经可以在太空中成功种植一些植物了。

那么他们是如何做的呢?

这一期小鲸带你解开,这个神秘的太空种植技术!

太空种植技术

在地球上,咱们只要把种子埋在土壤里,为它浇水,再加上合适的温度和阳光,它就能萌发。

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所以你看:

光照、温度、湿度、空气、土壤,5个要素对植物的生长缺一不可。

那么在空间站里面,情况是什么样呢?

空间站内的空气、温度可供宇航员正常生活,自然也可以满足植物生存。

那么其他几个条件呢?

先来看看光照。

现在大量研究证实,植物的光合作用并不是要吸收阳光中所有的光。

其中蓝色光和红色光它们的波长是植物生长的基本条件,同时也是以电力转换成光能量最有效率的颜色。

而绿色光的波长,则帮助强化人类对于植物的视觉效果。

例如生菜更青睐红色与蓝色的光。

生菜对红光吸收效率非常高,所以在红光照射下生长得很好。采用绿光是因为它照射到生菜叶上,视觉效果非常好,蓝光则是对植物形态舒展具有较强作用。

所以你会看到在空间站的种植区里面,会有一些可调节光谱的LED灯,这些灯可以为蔬菜提供所需要的的光照。

光的问题解决了,要种菜还得有土呀!

在太空种生菜使用的土壤和地面的是不一样的。

就拿中国的种植举个例子吧,我们在制作太空蔬菜生长的土壤用的是蛭石。

啥是蛭石?

简单的说,它其实是一种极为常见的人造植物生长原料。

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它的吸水性非常好,水分在蛭石中的传导受重力影响很小。所以呢,水可以顺畅地向上吸附。

另外它密度小质量轻,便于携带上天,现在已经被广泛应用在植物组培和育苗中。

所以你看土壤的问题也解决了。

接下来就是最后一个条件 - 湿度。

其实呢,湿度是最容易调节的部分。

咱们知道空间站里的水,大部分来自地球补给。当然了,空间站内部也有专门的水回收系统,它可以将废水收集起来,通过过滤装置循环利用。

所以呢,植物的土壤里面是可以安装有含水率监测装置,这样航天员可根据监测数据,采用注射器给植物及时补水。

到这里为止,植物所需要的的条件,都完美解决了。

中国太空种植成绩

那在太空里能种啥植物呢?

这里给大家介绍下中国的成就吧。

2016年9月,发射升空的中国天宫二号,里面的空间实验室搭载了一个微型培养箱,上面种有水稻和拟南芥。

水稻我知道,这个拟南芥是啥呢?

这个拟南芥呀,虽然名字很绕口,但是说起它的家族大家一定不陌生!它是一个典型的十字花科植物,像咱们平时吃的青菜,就是十字花科植物。

那为什么要种植它呢?

小鲸我查了相关资料,拟南芥其实是做分子生物学用的一个模式植物,也就是那些生长周期短、基因组小的植物。

拟南芥的基因组有多小呢?

它只有5对染色体!做个对比吧,正常的人类细胞有23对染色体。

23对比5对,这差距可想而知吧。

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别看它基因组小,但是它可以在短期内就能繁育多代。

正因为拟南芥拥有这些优点,科研人员可以通过地面遥控,对太空中的培养箱进行温控和浇水,启动了拟南芥和水稻生长,并使其顺利开花结果。

除了种植拟南芥和水稻以外,新华网报道过在2019年,中国发射的嫦娥四号实现了月球背面成功着陆,不仅顽强地生存下来,而且成功进行了一系列科学探测活动。

其中包括进行了月面生物科普实验,该试验选择了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物作为样本,将它们的种子和虫卵带到月球上进行培育,试验载荷回传照片显示棉花种子已经长出了嫩芽。

要知道,这是在经历月球严峻环境考验后,在月球上长出的第一株植物嫩芽,这也实现了人类首次月面的生物生长培育实验。

国外太空种植成绩

再来看看国外的成果。

2015年8月份,国际空间站的航天员经过了33天的培养,首次在太空中食用了自己种植的太空蔬菜,这种蔬菜就是红色长叶莴苣,也就是我们平时所吃的生菜。

航天员用橄榄油和醋调制了太空种的生菜,并表示很好吃。

2020年11月30 日,美国宇航员在国际太空站上,采收了20棵萝卜。

之所以选择种萝卜,是因为科学家对它们的属性已相当了解,且不需要特别照顾,只要 27 天就能发育成熟。

他们用铝箔纸将其包好,置入冷藏室中,计划在2021年将把它们送回地球,供科学家研究。

那有人肯定会问了:太空蔬菜真的能吃吗?吃了会不会拥有超能力?

当然了,能不能吃,好不好吃,咱们也没吃过呀!

目前宇航员们已在国际空间站上种植了15种植物,包括8种绿叶植物。

除此之外,他们也掌握了多次收割的收获技术。

简单来说,就是只从新鲜生菜或是科学样本上收获特定的叶子,剩下的叶子和植物的核心,将保持完整并继续生长,大约每隔10天进行新一轮的收割。

这项技术的优势就是可以增加在轨作物的产量,可以给航天员的日常饮食中补充新鲜且营养丰富的食物。

不得不说,我们跟国外还是有很大的差距啊 !

感悟

小鲸觉得呢,在太空种植植物,还有着更大的意义。

航天员在太空生活离不开氧气、食物和水,目前这些物资几乎全是发射飞船送入太空的,但是每次发射价格都是非常昂贵。

而在太空栽培植物不仅可以产生更多的氧气,同时也可以培育蔬菜,达到自给自足。

这不仅可以降低航天员在太空生活的成本,同时了解这些植物在微重力环境下的生长,可以使我们为未来建立太空基地奠定基础。

如果未来,咱们真的可以乘坐SpaceX公司的星舰去火星旅行的话,保守估计,一次火星之旅可能要花费好几个月的时间。

如果咱们可以自己种植一些可以食用的植物,那么就可减少返回地球重新补给的需求。

人类从抬头仰望星空那一刻起,探索精神就已经深深的烙印在了基因里。

可以说人类的每次出发,都源于好奇。

我们探索世界,揭开奥秘,得到答案。

好奇心让我们看到自己的渺小,驱使我们向更接近真理的方向前行。

未来像科幻片里面的那种生活何时能实现,就交给时间吧!

参考文献:

1. NASA《Meals Ready to Eat: Expedition 44 Crew Members Sample Leafy Greens Grown on Space Station》Aug.8,2015

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/meals_ready_to_eat

2. NASA《Zinnia Flowers Starting to Grow on the International Space Station》Dec.24,2015

https://www.nasa.gov/image-feature/zinnia-flowers-starting-to-grow-on-the-international-space-station

3. NASA《First Flower Grown in Space Station's Veggie Facility》Jan.20,2016

https://www.nasa.gov/image-feature/first-flower-grown-in-space-stations-veggie-facility

4. NASA《Flowering Zinnias on Space Station set Stage for Deep-Space Food Crop Research》Feb.13,2016

https://www.nasa.gov/feature/flowering-zinnias-on-space-station-set-stage-for-deep-space-food-crop-research

5.嫦娥四号月球实验

http://www.xinhuanet.com/science/dynamic/02.htm

http://www.xinhuanet.com/politics/2019-01/15/c_1123990912.htm

http://scitech.people.com.cn/n1/2019/0227/c1007-30905151.html