舌尖上的太空農(nóng)場

尹懷勤

最近，在國際空間站執(zhí)行任務(wù)的6名航天員顯示出了種菜方面的才能，他們在空間站種植的生菜喜獲豐收。美國東部時(shí)間8月10日上午11時(shí)15分，航天員首次品嘗了他們在太空種植的紫葉生菜，在空間站上從事了一年研究工作的凱利說：“味道好極了?！彼贿呎f著，一邊拿起小瓶的濃橄欖油和香醋倒在生菜葉子上調(diào)味，就像平常人們把番茄醬和芥末倒在熱狗上一樣。科學(xué)家把這一舌尖上的味道視為人類向火星發(fā)射載人飛船進(jìn)行探測邁出的重要一步。

太空農(nóng)場基地

國際空間站是目前長期載人飛行的唯一航天器。全站總質(zhì)量約為400噸，桁架長108.4米，艙段長74米，增壓艙總?cè)莘e1 202立方米?？臻g站在距離地面350～400千米高的軌道上運(yùn)行，約92分鐘繞地球一圈。全站處于微重力、強(qiáng)輻射、交變磁場的太空環(huán)境中，艙內(nèi)壓力和氣體成分雖與地面相同，艙外卻是高真空，與地面條件完全不同。在這種特殊的情況下種植農(nóng)作物，要采取一些相應(yīng)的科學(xué)措施。

國際空間站基本為人類提供了一個(gè)很好的微重力實(shí)驗(yàn)場所?，F(xiàn)在的國際空間站擁有美國的“命運(yùn)號(hào)”、歐洲的“哥倫布號(hào)”、日本的“希望號(hào)”3個(gè)大型實(shí)驗(yàn)艙。同時(shí)，3個(gè)節(jié)點(diǎn)艙也有一些任務(wù)機(jī)柜。此外，俄羅斯的“曙光號(hào)”和“星塵號(hào)”艙段也可以兼職做不少科學(xué)實(shí)驗(yàn)。站上的多個(gè)實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，都按照微重力實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)，目的是盡量提供良好的微重力試驗(yàn)環(huán)境。自2000年10月31日首次接納航天員進(jìn)站工作以來，站上從未斷人居住，并開展了多種多樣的空間探測和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。其中科學(xué)實(shí)驗(yàn)主要涉及空間微重力人體研究、微重力生物學(xué)、微重力物理學(xué)、空間天文學(xué)和對(duì)地觀測等研究工作。其中，微重力生物學(xué)研究包括微重力環(huán)境下植物、微生物、動(dòng)物、生物工程和細(xì)胞生物學(xué)等研究方面。近年來，科學(xué)家們在國際空間站上進(jìn)行了大量創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)，取得了輝煌的成果。味道好極了的紫葉生菜，是在站內(nèi)長時(shí)間多次試種和不斷改進(jìn)的基礎(chǔ)上獲得的一項(xiàng)成果。在太空特殊環(huán)境下取得這一收獲，其中的酸甜苦辣是生活在地面上的人們想象不到的。

嘗一片太空生菜

美國宇航局和其他機(jī)構(gòu)在太空中試驗(yàn)種植農(nóng)作物已經(jīng)幾十年，但種出的作物從沒有直接給航天員食用過，而是被送回地球進(jìn)行檢測，并提出下一步的改進(jìn)措施，不斷提高其產(chǎn)量和質(zhì)量。如今，航天員們首次享受到了自己的勞動(dòng)果實(shí)，自然是異常高興。凱利和謝爾·林德格倫在吃這種“令人驚訝”的蔬菜時(shí)頗為興奮，都在推特上曬圖，大贊太空生菜味道不一般，如同芝麻菜的香味。“這是個(gè)人的一小口，卻是人類的一片大葉子?！泵绹詈骄忠苍诠倬W(wǎng)上評(píng)論說，“這讓我們距離飛向火星又近了一步?！毖芯啃请H航行的人們也都一致認(rèn)為，這確實(shí)是在載人航天事業(yè)上取得的一項(xiàng)具有長遠(yuǎn)意義的成就。

據(jù)美國宇航局官網(wǎng)報(bào)道，這些蔬菜生長在一個(gè)特殊的“蔬菜盒子”里，每個(gè)盒子重約7千克，可以折疊，也可以拉伸。航天員們先將蔬菜種子撒在由土壤和化肥組成的墊層上，讓種子生根發(fā)芽。由于在太空不能給蔬菜澆水，所以墊層底部設(shè)有特殊的灌溉系統(tǒng)。站上裝有多個(gè)“蔬菜盒子”，每個(gè)盒子還安裝了紅綠藍(lán)三色的LED燈來保障其光合作用的需要，促進(jìn)蔬菜成長。

這些生菜的種子由“龍”號(hào)宇宙貨運(yùn)飛船送入空間站，由軌道科技公司與肯尼迪航天中心合作開發(fā)的“素食者”植物種植系統(tǒng)培育。該套系統(tǒng)使用的能量比傳統(tǒng)的植物照明系統(tǒng)要少60%。這些種子在7月8日被空間站上的凱利“激活”后，共生長了33天。8月10日當(dāng)天，林德格倫戴著藍(lán)手套，用鑷子從盒子里面收獲了這些生菜，并把菜葉放置在托盤上。他從溫室里拿出準(zhǔn)備食用的生菜，仔細(xì)地用剪刀剪下可食用部分。不過由于剪下的部分還帶有一些雜質(zhì)，因而林德格倫用檸檬酸對(duì)生菜進(jìn)行了清洗和消毒。

太空農(nóng)場作用大

目前航天員種植的蔬菜包括西紅柿、草莓等，但他們還將拓展范圍，種植各種各樣的蔬果。之所以要在空間站上種植蔬果，是因?yàn)檫@樣可以解決自己的飲食問題，同時(shí)也可以研究太空種植蔬菜的方法，這可不是單純的科研產(chǎn)品，種植出來后需要自己消化掉。但是在微重力環(huán)境下種植蔬果存在許多問題，比如空間輻射可造成蔬菜變異，結(jié)出和收獲的種子有好有壞，要在站上繼續(xù)種植讓其傳宗接代，必須選擇優(yōu)良品種以保障不斷獲得豐收。另外，航天員們在太空中的免疫力會(huì)出現(xiàn)下降，需要蔬菜來補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)，如果不是新鮮的蔬菜就無法起到類似的效果。同時(shí)，種植蔬菜時(shí)也會(huì)改善空間站內(nèi)的二氧化碳水平，可以幫助空氣凈化器過濾空間站上的異味。美國宇航局研究未來生活及活動(dòng)的首席科學(xué)家維勒說，紅生菜、西紅柿和藍(lán)莓這類含有抗氧化劑的食物將有可能改善航天員們的情緒，以及有效地抵御太空輻射。

美國宇航局網(wǎng)站稱：“這些‘太空生菜，航天員會(huì)吃一半，然后把其余一半留下冷凍，待返回地球后供科學(xué)家研究?！憋@而易見，其目的就是要采取進(jìn)一步的改善措施，以便在國際空間站上提高產(chǎn)量和擴(kuò)大種植面積。如果現(xiàn)在開始著手種植，那么等到生菜實(shí)驗(yàn)完全成功并制作成沙拉，可能還需要等上好幾年的時(shí)間，因此這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)必須堅(jiān)持不懈地進(jìn)行下去。這些實(shí)驗(yàn)將為今后人類開展長距離太空探索提供準(zhǔn)備。

在執(zhí)行前往火星的任務(wù)旅途中，定期提供補(bǔ)給的可能性根本不存在。受到運(yùn)載火箭推力和經(jīng)濟(jì)性的限制，載人宇宙飛船前往火星需要耗時(shí)259天。即便是火箭技術(shù)不斷發(fā)展以后，用推力更大的火箭進(jìn)行發(fā)射，載人宇宙飛船抵達(dá)火星也得6個(gè)多月。凱利表示，航天員們想要生存下來，就必須自己種出食物來，而這是往既定方向邁出的一大步。今后航天員們還會(huì)繼續(xù)在站上試種糧食作物，希望盡早獲得有效成果，能夠解決航天員登陸小行星和火星往返旅途中的主副食品的需要，還可以大大降低發(fā)射和運(yùn)送費(fèi)用，節(jié)約大量成本。

如果宇宙飛船中途種植的蔬菜和糧食能有剩余，夠航天員們在火星上停留期間食用，或者著陸艙登陸火星后其艙內(nèi)環(huán)境仍可種植農(nóng)作物和收獲主副食品，那就用不到另發(fā)貨運(yùn)飛船抵達(dá)火星給航天員們提供專用食品了。目前，根據(jù)載人航天的需要，美俄等國正在致力于探索空間條件下植物的生長發(fā)育規(guī)律，使將來的載人宇宙飛船飛向火星時(shí)能夠解決航天員們的食品供應(yīng)問題。這也就是說要將空間站變成未來的“會(huì)飛的農(nóng)場”。