“太空種菜”成為現(xiàn)實(shí)

周軍

20世紀(jì)70年代起，陸續(xù)有科學(xué)家和航天員嘗試在國(guó)際空間站內(nèi)種菜，但是由于各種原因，許多嘗試都失敗了。經(jīng)過(guò)幾十年的不懈努力，俄羅斯航天員于2003年第一次吃到了在太空種出來(lái)的生菜;國(guó)際空間站則在2016年培育出第一朵在太空盛開(kāi)的百日菊。

近年來(lái)，世界各國(guó)在國(guó)際空間站做了幾百次種植實(shí)驗(yàn)，為開(kāi)辟“太空菜園”打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有包括辣椒、草莓等在內(nèi)的上百種植物種子，被先后送入國(guó)際空間站進(jìn)行培育。這其中，辣椒是太空種植實(shí)驗(yàn)中最受歡迎的植物之一。辣椒的維生素C含量較高;甜椒、水果椒、菜椒等吃起來(lái)口感清新;辣椒會(huì)開(kāi)花，觀(guān)賞度也高，氣味清爽。除此之外，辣椒也較適合在太空環(huán)境下種植。辣椒苗植株小，占空間少，枝丫較為堅(jiān)挺，株型在微重力下支撐性較好。不僅如此，辣椒還比較“皮實(shí)”，抗逆性較好，容易成活。當(dāng)然，除了辣椒，適合長(zhǎng)期在太空種植的植物還有不少。

在太空培育植物，首先要計(jì)算出人類(lèi)在太空中對(duì)熱量、維生素、微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的總體需求，再計(jì)算出哪些植物搭配在一起能夠滿(mǎn)足這些需求;其次，近地軌道空間站微重力環(huán)境下，應(yīng)種植那些摘了就能吃的即食性果蔬，因?yàn)槲⒅亓l件下烹飪加工食物難度很大;此外，還要考慮植物的易栽培性、易管理性，以及單位體積、單位能耗產(chǎn)出率等。

具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于圍繞建設(shè)月球、火星基地等開(kāi)展的載人深空探測(cè)活動(dòng)來(lái)說(shuō)，要保證人的熱量攝入，需種植如小麥、大豆等糧食作物;蔬菜要多樣化，以滿(mǎn)足人的生理和心理需求，可種植生菜、小白菜、小油菜、辣椒、茄子、西紅柿等。黃瓜是爬藤類(lèi)植物，很占空間，但是清脆爽口，如果種植，需牢牢固定住，防止藤蔓飄滿(mǎn)艙;水果的話(huà)，種植草莓就不錯(cuò)，占空間小、掛果多。

早期的太空食物像牙膏一樣，蔬果、肉類(lèi)全部加工成糊狀，擠出來(lái)吃。后來(lái)發(fā)展成預(yù)加工的整塊食物，可以辨認(rèn)出食物種類(lèi)?，F(xiàn)在，地面上的食物基本都能帶上太空。不過(guò)除了新鮮水果，其他食物都是預(yù)加工的壓縮食品、罐頭食品、包裝食品，吃之前大多要先加熱。

只吃包裝好的可長(zhǎng)期儲(chǔ)存的食物，時(shí)間久了難免乏味。對(duì)于時(shí)間更長(zhǎng)或者距離更遠(yuǎn)的探測(cè)任務(wù)而言，攜帶太多的預(yù)加工食物，可能沒(méi)吃完就會(huì)壞掉。這就需要另外一種生命保障系統(tǒng)——太空種植。

人的生命保障就是滿(mǎn)足人對(duì)氧氣、水和食物等的需求，因此在太空種植物非常重要，可以一舉多得：植物光合作用消耗二氧化碳，產(chǎn)生氧氣;航天員日常工作、生活會(huì)產(chǎn)生很多廢水，廢水凈化之后可以灌溉植物;植物的蒸騰作用將水蒸發(fā)到空氣中，可以冷凝制成優(yōu)質(zhì)的空氣冷凝水。這種水凈化后自然、清新、安全，人飲用的心理接受度也更高。

太空微重力環(huán)境對(duì)植物栽培的影響非常大。植物生長(zhǎng)的必要條件有光、溫、水、氣、肥料等，而在太空中給植物供水就是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。

植物缺水時(shí)才需要供水，在太空中也是一樣，可是把握澆水時(shí)機(jī)卻是個(gè)技術(shù)活。地面上可使用傳感器檢測(cè)土壤濕度，做到及時(shí)澆水。但空間站受微重力影響，水珠會(huì)附著在傳感器上，導(dǎo)致傳感器失靈——明明已經(jīng)缺水，傳感器卻可能還顯示水分充足。所以在國(guó)際空間站澆水是先把水全部抽出來(lái)，然后進(jìn)行氣、水分離，最后再把水打進(jìn)去，定時(shí)進(jìn)行這一整套循環(huán)操作。這就導(dǎo)致雖然植物培養(yǎng)箱種植面積不大，配套的水泵、閥門(mén)、管道等附屬物卻是一套龐大的裝置。

現(xiàn)在，“太空種菜”已經(jīng)不是什么高難度的事了。目前最重要的是系統(tǒng)地研究清楚太空環(huán)境下植物生長(zhǎng)的科學(xué)規(guī)律。以小麥為例，它在太空種植的產(chǎn)量跟地面上有什么區(qū)別？在太空中進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣和吸收二氧化碳有怎樣的規(guī)律？生成物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分跟地球上有什么差別？這些都是各國(guó)科學(xué)家迫切想要探尋的問(wèn)題。B226E3E8-8BD4-4231-88ED-2D0030D9E63D