什么样的植物能入选太空“菜园” _光明网

点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:什么样的植物能入选太空“菜园”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

什么样的植物能入选太空“菜园”

来源:科技日报2021-12-03 09:40

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  近日,国际空间站女航天员梅根·麦克阿瑟吃上了“太空”辣椒。

  今年7月,这批辣椒开始在国际空间站内种植,最近迎来了丰收。麦克阿瑟把辣椒切碎制作了一个玉米卷饼,还在社交媒体上发布图文直呼“美味”。

  如何给长期驻留空间站的航天员提供新鲜食物,一直是令人头疼的问题。世界各国一直没有停下太空种植实验的脚步。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食物之一。

  为什么辣椒如此受青睐?什么样的植物适合太空种植?太空种出来的食物有没有辐射,可以直接吃吗?对此,科技日报记者专访了“月宫一号”总设计师、北京航空航天大学教授刘红。

  挑选在太空种植的植物有讲究

  “辣椒的维生素C含量比较高,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。”刘红对记者说,除此之外,辣椒也比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也不少。刘红指出,在太空培育植物对航天员进行生命保障,首先要计算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,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。”刘红说。

  60年世界载人航天史,数百位航天员进入过太空,航天员长期执行太空任务已成为大势所趋。其中最久的一次,当属俄罗斯航天员瓦列里·波利亚科夫,他在国际空间站连续驻留了437天。航天员在太空中的食物补给问题,一直是人们关注的焦点。

  “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。”刘红介绍道。

  “只吃包装好的长期储存食物,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,携带太多的天然食物,可能就会坏掉,所以需要另外一种生命保障系统。”刘红解释道,人的生命保障就是保障人对氧气、水和食物等的需求,因此在太空种植物非常重要,可以一举三得。“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,人的心理接受度也更高。”刘红说。

  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。

  “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。(唐 芳

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 隆冬探访东北虎

  • 广西开出新年首趟西部陆海新通道年货班列

独家策划

推荐阅读
针对新冠病毒诸多变异株出现的情况,研发团队已完成相应变异株序列的生物信息分析,并对潜在可能影响试剂检测性能的突变开展了验证实验。
2022-01-15 15:40
让青少年接受科创教育,一共需要几步?在很多家长看来,必须把孩子送到学校、专业培训机构才算“够格”的科创教育。而今后5年,上海9-35岁的青少年在离家步行一刻钟距离的“创新实验室”,就能找到适合自己的创新课程与活动,还能成为“主理人”,把创意和知识传递给大家。
2022-01-14 10:34
一年校内碳排放量相当于生产1000辆汽车产生的碳排放总量;学校5栋教学楼一年浪费的电费超过10万元;每年校园浪费的食物能填满10个教室……
2022-01-14 10:06
无独有偶,在江苏卫视的跨年晚会上,以邓丽君为原型的虚拟人与真人歌手对唱。再加上上海浦发银行的数字员工“小浦”、可以作诗作曲的清华大学虚拟学生“华智冰”、快手推出的电商虚拟主播“关小芳”、活跃在社交平台的虚拟人“AYAYI”……数字虚拟人应用迎来新一波热潮。
2022-01-14 09:59
如今,全国有近30个城市的100座垃圾焚烧炉引入了阿里云工业大脑,每天有数万吨生活垃圾经由人工智能算法、大数据预测分析转化为千万余度绿电。
2022-01-14 09:58
常州大学环境与安全工程学院教授郝永梅介绍,城市燃气管道点多线长、环境复杂,而燃气具有易燃易爆、高能高压、有毒有害等特点,一旦发生泄漏,极易造成爆炸和火灾等次生灾害。
2022-01-14 09:57
7家门店,22台摄像设备,6个月采集了43万人脸照片……2021年年底,滥用“人脸识别”的上海小鹏汽车销售服务有限公司,被上海市徐汇区市场监督管理局罚款10万元。
2022-01-14 09:56
美国天文学家在最新一期《天体物理学杂志》撰文指出,他们首次目睹了一颗红巨星“濒死”前以超新星爆发形式发生的爆炸,比研究人员此前估计的更狂暴激烈。
2022-01-14 09:54
新冠肺炎的许多治疗方法都将目标集中在病毒用于与人类细胞结合的刺突蛋白上。虽然这些疗法对原始新冠病毒效果很好,但对未来的新变种可能没有那么有效。
2022-01-14 09:53
近日,塞浦路斯大学研究人员称,他们在当地发现了一种德尔塔与奥密克戎的重组新冠毒株,并将其命名为“德尔塔克戎”。消息引起公众普遍担忧的同时也引发不少科学家的质疑。
2022-01-14 09:52
据12日出版的《科学·转化医学》杂志报告,美国康涅狄格大学生物工程师成功地在兔子的膝盖上重新长出了软骨,这是朝着治愈人类关节疾病迈出的一大步。
2022-01-14 09:48
“钛合金不仅能抗腐蚀,它的平均密度在4.5左右,比7.85的钢要轻多了,而强度跟钢差不多。”曹春晓说,钛合金能让航空器飞得更快、更灵活。
2022-01-14 09:47
1月13日,国家文物局在京召开“考古中国”重大项目重要进展工作会,通报了切热遗址、玛不错遗址、格布赛鲁遗址、当雄墓地等4项重要考古成果。国家文物局副局长宋新潮出席会议。
2022-01-14 09:44
现代体育竞赛绝非一个人的“战斗”,背后的科技支撑不可或缺,特别是当其体现在奥运健儿训练备战之中时。随着北京2022年冬奥会的脚步临近,很多观众们会关注在比赛中,高山滑雪如何快速绕过旗门;越野滑雪用什么姿态最省力;跳台滑雪用哪种姿势起跳最好;速度滑冰怎样训练提高过弯道的技能?
2022-01-14 09:42
1月13日,记者从重庆市科技局获悉,科技部已正式致函重庆市支持建设重庆国家科技成果转移转化示范区。这是“十四五”以来科技部批复的第3家国家科技成果转移转化示范区,力争到2025年,建成成渝地区双城经济圈高质量发展的重要支撑区,成为西部地区科技成果转移转化的重要承载地和辐射源。
2022-01-14 09:40
1月13日,科技部官网公布《关于营造更好环境支持科技型中小企业研发的通知》(以下简称《通知》),其中提到,到“十四五”末,形成支持科技型中小企业研发的制度体系,营造全社会支持中小企业研发的环境氛围,科技型中小企业数量新增20万家。
2022-01-14 09:38
记者近日获悉,中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)研究人员的最新研究揭示了维生素C缺乏小鼠肾损伤的表观遗传调控机制,提供了维生素C缺乏导致急性肾小管坏死和细胞类型特异性DNA/RNA表观遗传修饰的证据,阐明了维生素C缺乏肾脏的细胞和分子表型特征。相关研究成果在线发表于《美国肾脏病学会杂志》。
2022-01-14 09:35
由于张家口崇礼冬奥核心区刚迎来2022年的第一次降雪,1月12日的气温骤然下降,最低气温达零下21℃。这里建有国家越野滑雪中心、国家跳台滑雪中心、云顶滑雪公园和国家冬季两项中心共四个比赛场馆,将产生北京2022年冬奥会109枚金牌中的51枚,均为雪上项目。
2022-01-13 09:44
在黄河三角洲盐碱地上,由山东省农科院研发的“鲁单510”曾经创出全株青贮每亩3778.5公斤的高产水平。如今,这一以“高产、耐密、抗病、抗倒”为特点的新品种又获得了新荣誉。
2022-01-14 09:37
该研究基于全球生物多样性指标与量化方法得出的结论,打破了对生物多样性保护一贯以来的悲观论调,对建立未来全球生物多样性保护格局具有重要意义。
2022-01-13 09:34
加载更多