“太空种菜”成为现实

    周军

    

    20世纪70年代起，陆续有科学家和航天员尝试在国际空间站内种菜，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;国际空间站则在2016年培育出第一朵在太空盛开的百日菊。

    近年来，世界各国在国际空间站做了几百次种植实验，为开辟“太空菜园”打下了坚实基础。据不完全统计，目前已经有包括辣椒、草莓等在内的上百种植物种子，被先后送入国际空间站进行培育。这其中，辣椒是太空种植实验中最受欢迎的植物之一。辣椒的维生素C含量较高;甜椒、水果椒、菜椒等吃起来口感清新;辣椒会开花，观赏度也高，气味清爽。除此之外，辣椒也较适合在太空环境下种植。辣椒苗植株小，占空间少，枝丫较为坚挺，株型在微重力下支撑性较好。不仅如此，辣椒还比较“皮实”，抗逆性较好，容易成活。当然，除了辣椒，适合长期在太空种植的植物还有不少。

    在太空培育植物，首先要计算出人类在太空中对热量、维生素、微量元素等营养物质的总体需求，再计算出哪些植物搭配在一起能够满足这些需求;其次，近地轨道空间站微重力环境下，应种植那些摘了就能吃的即食性果蔬，因为微重力条件下烹饪加工食物难度很大;此外，还要考虑植物的易栽培性、易管理性，以及单位体积、单位能耗产出率等。

    具体来说，对于围绕建设月球、火星基地等开展的载人深空探测活动来说，要保证人的热量摄入，需种植如小麦、大豆等粮食作物;蔬菜要多样化，以满足人的生理和心理需求，可种植生菜、小白菜、小油菜、辣椒、茄子、西红柿等。黄瓜是爬藤类植物，很占空间，但是清脆爽口，如果种植，需牢牢固定住，防止藤蔓飘满舱;水果的话，种植草莓就不错，占空间小、挂果多。

    早期的太空食物像牙膏一样，蔬果、肉类全部加工成糊状，挤出来吃。后来发展成预加工的整块食物，可以辨认出食物种类。现在，地面上的食物基本都能带上太空。不过除了新鲜水果，其他食物都是预加工的压缩食品、罐头食品、包装食品，吃之前大多要先加热。

    只吃包装好的可长期储存的食物，时间久了难免乏味。对于时间更长或者距离更远的探测任务而言，携带太多的预加工食物，可能没吃完就会坏掉。这就需要另外一种生命保障系统——太空种植。

    人的生命保障就是满足人对氧气、水和食物等的需求，因此在太空种植物非常重要，可以一举多得：植物光合作用消耗二氧化碳，产生氧气;航天员日常工作、生活会产生很多废水，废水净化之后可以灌溉植物;植物的蒸腾作用将水蒸发到空气中，可以冷凝制成优质的空气冷凝水。这种水净化后自然、清新、安全，人饮用的心理接受度也更高。

    太空微重力环境对植物栽培的影响非常大。植物生长的必要条件有光、温、水、气、肥料等，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。但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——明明已经缺水，传感器却可能还显示水分充足。所以在国际空间站浇水是先把水全部抽出来，然后进行气、水分离，最后再把水打进去，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”已经不是什幺高难度的事了。目前最重要的是系统地研究清楚太空环境下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什幺区别？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什幺差别？这些都是各国科学家迫切想要探寻的问题。B226E3E8-8BD4-4231-88ED-2D0030D9E63D