十年耕耘結(jié)碩果:“天宮菜園”從科幻走向現(xiàn)實(shí),品種豐富收獲滿滿
四月春風(fēng)送暖,地面春耕正忙,而在400公里外的中國空間站,“天宮菜園”也同步開啟了“耕耘”模式。自2016年航天員在天宮二號(hào)首次播下生菜種子,到2026年中國空間站實(shí)現(xiàn)多批次太空種植,十年間,中國航天人攻克諸多技術(shù)難題,讓綠色生命在浩瀚太空綻放生機(jī)。
太空種菜:從科幻變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
2016年,天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室內(nèi),神舟十一號(hào)航天員景海鵬、陳冬小心翼翼地播下生菜種子,這是中國人首次在太空人工栽培蔬菜。

輕便易搭建的栽培裝置、蛭石栽培基質(zhì)、紅藍(lán)綠三色LED燈,構(gòu)成了最初的“太空溫室”。播種第五天,種子成功發(fā)芽,期間需定期澆水、補(bǔ)光、間苗。
一個(gè)月后,翠綠的生菜長成,航天員未在軌食用,而是帶回地面做生物安全性檢測(cè),充分驗(yàn)證了太空種菜的可行性。

不僅如此,天宮二號(hào)搭載的高等植物培養(yǎng)箱,讓科研人員通過地面監(jiān)控對(duì)擬南芥和水稻進(jìn)行溫控、澆水,首次完成“從種子到種子”的空間長周期培養(yǎng),還國際首次獲取擬南芥開花基因啟動(dòng)子控制的綠色熒光蛋白實(shí)時(shí)圖像,為后續(xù)建立植物基空間生命生態(tài)系統(tǒng)、調(diào)控植物開花、提升系統(tǒng)生產(chǎn)效率提供了依據(jù)。

在“太空家園”:品嘗第一口新鮮綠色
中國空間站進(jìn)入建造階段后,太空種植迎來新發(fā)展。2022年7月,問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射對(duì)接,其生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜為太空種植提供了更完備的平臺(tái)。

神十四乘組將含擬南芥和水稻種子的實(shí)驗(yàn)單元安裝到通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K,啟動(dòng)國際首次空間微重力下水稻“從種子到種子”全生命周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)歷時(shí)120天,水稻成功結(jié)籽,同年12月隨神舟十四號(hào)返回艙帶回地球。

9月10日中秋節(jié),乘組收獲了近三個(gè)月種植的兩株“太空生菜”,這是中國航天員首次在軌食用自種蔬菜。此外,他們還成功栽培了小麥和矮稈番茄。


“天宮菜園”:品種豐富收獲不斷
中國空間站全面建成并常態(tài)化運(yùn)營后,航天員在軌半年的工作生活對(duì)新鮮蔬果和綠色環(huán)境需求增加,植物種植面積、數(shù)量隨之增長,各乘組持續(xù)開展栽培實(shí)驗(yàn)。

神十五至十七乘組接力培育出“生菜王”“紅葉”“美羅”三種生菜和“紅蕾”櫻桃番茄,豐富了“太空食譜”;神十九乘組首次在軌種植甘薯,記錄生長全過程并預(yù)留扦插苗,拓展了太空種植作物譜系,“太空菜園”日益豐富。

栽培裝置演進(jìn):太空種植的“黑科技”
微重力下的水分養(yǎng)分供應(yīng)是空間植物栽培的關(guān)鍵。太空植物培養(yǎng)以人工基質(zhì)為主,水分靠基質(zhì)顆粒毛細(xì)作用力運(yùn)動(dòng)。栽培基質(zhì)從早期離子交換樹脂、固態(tài)化瓊脂,發(fā)展到巖棉、蛭石、蒙脫石等,科研人員據(jù)此研發(fā)多種水分養(yǎng)分供應(yīng)系統(tǒng),應(yīng)用于不同栽培裝置。

基于升級(jí)后的基質(zhì),科研人員設(shè)計(jì)了模塊化簡易栽培裝置,開放式結(jié)構(gòu)讓航天員可隨時(shí)接觸植物,操作簡單,還能按喜好擺放,為艙內(nèi)添綠。


《天宮TV》中常見的第二代空間植物栽培裝置,能自動(dòng)配置光照、水分和營養(yǎng),采用植物不可食部分發(fā)酵的再生基質(zhì),實(shí)現(xiàn)多批次種植,為未來大規(guī)模太空種植奠基。

目前空間站有2套栽培裝置,2023年6月、8月啟用,分別開展生菜栽培驗(yàn)證及櫻桃番茄、小蔥栽培試驗(yàn)。

2025年7月,新型植物氣霧培養(yǎng)裝置隨天舟九號(hào)上行,該裝置霧化水氣提高水利用率,定制LED光譜提升能源效率,可開展植物高效栽培、大氣再生等研究。

今年,該裝置培育的櫻桃番茄長勢(shì)好、產(chǎn)量高,神二十一乘組采收封裝。后續(xù)還將開展小麥、胡蘿卜及藥食類植物的氣霧培養(yǎng)試驗(yàn)。

空間植物在受控生態(tài)生保系統(tǒng)中作用關(guān)鍵,能提供食物、氧氣、凈水,吸收二氧化碳,凈化環(huán)境并緩解航天員心理壓力。太空種植不僅解決食物供應(yīng),還能研究微重力對(duì)植物的影響,探索深空探測(cè)和受控生態(tài)環(huán)控生保技術(shù)。
從天宮二號(hào)“首次栽培”到空間站“多批次種植”,十年間空間植物栽培技術(shù)突破,也是中國人探索太空的縮影。從“種得活”到“種得好”,這抹綠色承載著航天員的新鮮體驗(yàn),更承載著人類走向深空、長期駐留的夢(mèng)想。
原標(biāo)題:《生菜、水稻、番茄、小蔥……10年間 “天宮菜園”品種豐富收獲不斷》
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