国际空间站|什么样的植物能入选太空“菜园”( 二 )


给“太空植物”浇水是门大学问
近地轨道太空环境的特点是微重力 。 “电梯下坠的那一刻 , 就接近微重力的状态 。 ”刘红说 , “太空微重力环境对植物栽培工艺的影响非常大 。 植物生长的必要条件有光、温、水、气、肥 , 而在太空中给植物供水就是一项巨大的挑战 。 ”
植物缺水时才需要供水 , 在太空中也是一样 , 可是把握浇水时机却是个技术活 。 “地面上可使用传感器检测土壤湿度 , 做到及时浇水;空间站受微重力影响 , 水珠会附着在传感器上 , 导致传感器失灵 , 明明基质已经缺水 , 传感器却可能还显示水分充足 。 ”刘红介绍说 , 所以空间站浇水是先把水全部抽出来 , 然后进行气水分离 , 最后再把水打进基质 , 定时进行这一整套循环操作 。 “这就导致虽然植物培养箱种植面积不大 , 配套的水泵、阀门、管道等附属物却是一套庞大的装置 。 ”
“现在‘太空种菜’已经不是特别高技术、高难度的事了 。 太空种植除了供水比较麻烦 , 其余的光、温、气、肥都有较好的解决方案 。 ”刘红指出 , 目前最重要的是系统地研究清楚太空中植物生长的科学规律 。 以小麦为例 , 它在太空种植的产量跟地面上有什么区别?在太空中进行光合作用产生氧气和吸收二氧化碳有怎样的规律?生成物质的营养成分跟地球上有什么差别?这些都是各国科学家迫切想要探寻的问题 。
据悉 , 上世纪70年代起 , 陆续有科学家和航天员尝试在空间站内种菜 , 但是由于各种原因 , 许多尝试都失败了 。 经过几十年的不懈努力 , 俄罗斯航天员于2003年第一次吃到了在太空种出来的生菜 , 国际空间站2016年培育出第一朵在太空盛开的百日菊 。 近年来 , 世界各国在空间站的几百次种植实验 , 为开辟“太空菜园”打下了坚实基础 。
太空出品果实外形口感与地球出品相似
不过 , 也有网友表示担心 , 在太空种的菜会受到辐射影响吗?种出来的食物可以直接食用吗?
“空间站舱室内的辐射在安全值以内 , 太空植物也是在满足植物生长条件下种植出来的 , 所以果实的颜色、外形、口感跟地球上没有本质差异 。 但茄果类蔬菜的维生素C含量会更高一些 , 可能是舱室辐射比地球上略高 , 刺激了植物合成更多的抗氧化物质 。 ”刘红指出 , 事实上 , 太空的微重力环境和辐射环境对植物都会有影响 , 世界各国都还在进行持续研究 。
刘红指出 , 太空种植的食物都要采集样品 。 以青椒为例 , 其叶子、根部或者整棵植株会被冷冻起来 , 带回地面进行分析 。 美国国家航空航天局(NASA)曾将生菜带回地球 , 检测其是否有对人体健康有害的微生物 , 最后证明是安全的 。
那么 , 把种子带到太空直接种植 , 与将种子进行太空实验后带回地球种植 , 收获的食物有何不同?
刘红解释道 , 太空诱变育种是把种子带到太空 , 让种子暴露在外太空宇宙射线之下 。 宇宙射线会把大多数种子“杀死” , 极少数幸免于难的种子再被带回到地球种植 。 比如 , 我国嫦娥五号曾搭载一批种子“上天” , 在“奔月之旅”归来后 , 一部分水稻、苜蓿和燕麦种子已经在实验室里出苗 , 对进一步的科学研究具有重要价值 。 不过 , 即使是“幸免于难” , 这些种子其实大多数也已是“残疾” 。 其中只有极少数会产生人类希望看到的性状 , 比如曾经有“太空种子”长出了巨型南瓜 。
【国际空间站|什么样的植物能入选太空“菜园”】“太空舱内种出的植物则完全不同 。 空间站舱室内本身有很好的防护 , 所以不会导致植物产生变异 。 ”刘红说 。