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空间站上绽放地球外第一朵花

日期:2020-03-13编辑作者:政治焦点

科普:在太空也要“种粮收菜”

空间站上绽放地球外第一朵花

还记得“天宫一号”的太空授课吗?女航天员王亚平化身“魔术师”,一会儿show出高速旋转而不倒下的陀螺,一会儿将一颗晶莹剔透的水珠悬浮在半空中,给中国人留下了一场极具科学性和趣味性的“视觉盛宴”。

新华社北京1月24日电近日,中国嫦娥四号探测器带上月球的棉花种子成功发芽,让国内外网友兴奋不已,有人甚至开始憧憬如何在月球上烹饪“当地”收获的土豆。然而不久后,棉花嫩芽失去太阳能被冻死的消息传来,很多网友表示一时难以接受。

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如今,“天宫一号”的兄弟“天宫二号”,一个被称作一个真正意义上的空间实验室,将在未来不久飞向太空!这一次我们将会在“天二”做什么实验,这些又和未来的登月、探火计划有什么关系?从今天起,来点科学开启天宫二号时间,陆续为大家奉上有关“天二”的独家猛料。

实际上,这只是人类尝试在太空“种粮收菜”漫长征途的一小步。随着科技不断发展,人类已开始迈向星辰大海。在未来的太空旅行甚至星际移民中,“吃什么”是无法回避的问题,在太空种植粮食和蔬菜是不错的解决方案。此外,种植粮食、蔬菜等植物还有一大好处是调节宇航员的心理,因为长期生活在封闭、孤立、没有绿植的小环境中容易出现各种各样的心理问题,有植物做伴会好不少。

新华网北京1月19日电 一株百日菊刚刚在国际空间站上绽放,这是人类在地球以外培育出的第一朵花。美国航天局宇航员斯科特:凯利在社交网站推特上公布了这个具有历史意义的消息,并配发一张橘黄色百日菊花盛开的照片,开花时间是刚刚过去的这个周末。

第一弹的猛料是——植物实验。听起来可能觉得无聊,和我们生活没啥关系,那我先说一个关键词:火星种土豆。怎么样,是不是想到了《火星救援》里的情景?科技发展这么快,未来一不小心飞上外星,掌握了太空种植物的技能那可是救命的玩意儿啊!兴趣来了吗,读下去吧,干货很多!

然而,在太空种植植物很不容易。像人类一样,植物也习惯了地球环境。在地球重力作用下,植物的根部会向下生长,同时吸收土壤中的水分和营养物质。但在太空中植物几乎处于失重状态,它们的根会朝各个方向生长,对植物生长至关重要的水和营养物质也漂浮在各处。所以,要想在太空种粮收菜,科学家需要严格控制温度、湿度、光照、营养供给等多重因素,在微重力环境中制造出适合植物生长的条件。

“人类有史以来在太空培育的第一朵花首次亮相,”凯利在推特上写道,“是的,太空中有其他的生命形式。”

为何到了太空还要关心粮食和蔬菜

截至目前,各国科学家已尝试在太空种植过粮食、蔬菜和花卉等多种植物。

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有人说,地球上种点白菜、芋头什么的不挺好的,何必还要大费周折去太空种植物?这当然不是瞎折腾,毕竟,民以食为天,这一点,不仅不会随着时间的推移而发生改变,即便是到了天上,也还是适用的。

早在1996年,俄罗斯宇航员就在和平号空间站上种过小麦。2014年,国际空间站也启动了蔬菜种植试验。2015年8月,国际空间站宇航员首次试吃了站内种植的生菜。按照美国航天局的说法,这次试吃“让人类登陆火星又前进了一步”。

美国航天局一篇文章解释说,俄罗斯宇航员早在1996年就在和平号空间站上种植过小麦,2014年国际空间站也启动了蔬菜种植试验,前两批种植的是生菜,其中去年8月收获的第二批生菜还被宇航员试吃。现在培育百日菊,不是因为它的美丽,而是为了“帮助科学家了解植物怎样在微重力环境下开花、生长”。

在地球上,植物的地位人们并不陌生,它是食物链以至生态系统中的关键环节。一方面,植物为动物提供食物,包括碳水化合物、蛋白质、油脂和维生素等;另一方面,植物通过光合作用释放氧气,维持大气中的氧气含量,调节二氧化碳平衡,为我们提供生存所必须的气体环境。

法国作家埃克苏佩里笔下的“小王子”在他的星球精心培育出一朵玫瑰花。2016年1月,类似情节真的发生了:人类在地球以外培育的第一朵花——一株橘黄色的百日菊成功在国际空间站绽放。美国航天局的专家介绍说,百日菊与生菜有很大不同,它对环境与光线更敏感,生长周期也更长,需要60天到80天,因此更加难以培育。

该机构蔬菜种植项目经理特伦特:史密斯说:“百日菊与生菜有很大不同。它对环境与光线更敏感,生长周期也更长,需要60天到80天,因此更加难以培育。”

到了太空,依然如此。在人类宇航员目前可以到达的太空范围内,太阳光是取之不竭,用之不尽的可再生能源。绿色植物可以利用太阳光的能量进行光合作用,生产食物、吸收二氧化碳、释放氧气,同时,可以利用人类生活产生的废弃物,利用蒸腾作用来净化水。因此,在可再生的宇航员生命支持系统中,高等绿色植物是物质循环与能量交换的关键。

2016年,中国人首次在太空当“菜农”。当年9月发射升空的中国天宫二号空间实验室搭载了一个微型培养箱,里面种有水稻和拟南芥。科研人员通过地面遥控,对太空中的培养箱进行温控和浇水,启动了拟南芥和水稻生长,并使其顺利开花结果,完成了“从种子到种子”全过程的空间植物培养实验。

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近10多年来,建立月球或火星基地,成为不少探索太空一个重要目标,放眼国际,各个空间大国都在积极开展以太空实验以及人类长期空间生活消费所必需的研究为目的,研究在空间培养或栽培植物,了解在没有重力和完全封闭条件下植物生长发育等问题。要知道,在太空条件下成功地利用植物生产粮食与蔬菜等,尚需解决包括重力在内的诸多与植物生长发育有关的环境因子的影响问题。

要为人类长期太空生存生产粮食和蔬菜,还有很多与植物生长发育相关的问题有待解决,最重要的是确保这些太空作物可以安全食用,如果味道可口就更完美了。因此,如何在太空“种粮收菜”仍长期会是各国航天研究的热门领域。

宇航员们曾一度认为培育失败。一开始,由于生长环境过于湿润,百日菊出现所谓“吐水”现象,水从叶子上渗透出来。为了解决这个问题,宇航员把种植室的风扇风速调大以吹干水分,结果又导致百日菊过干,有两株百日菊在新年期间死亡。好在剩下的两株百日菊长势良好,1月8日出现花蕾,并在刚过去的周末完全盛开。

达尔文都没搞清楚的植物秘密

美国航天局说,今年还将给空间站送去供种植的中国大白菜和生菜,此外还计划于2018年在空间站种植西红柿。

这就有必要提一下重力这个关键词了。

蔬菜种植试验对于未来探索火星至关重要,因为未来宇航员在缺乏补给的太空环境中必须种植蔬菜以自给自足。此外,种菜还有一大好处是调节宇航员的心理,因为长期生活在封闭、孤立、没有绿植的小环境中,人们容易出现各种各样的心理问题。(记者林小春,新华国际客户端报道)(原标题:空间站上绽放地球外第一朵花)

身在地球的我们,对此并不陌生。地球被大气层包围着,大气的自身重量形成大气压,在海平面处,大气压的标准值为101.3千帕。地球表面重力加速度的平均值为9.81米/秒,这几乎是一个亘古不变的常量,而这个力的影响,是地球生物自诞生之日起都必须承受的。

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要知道,包括我们人类在内的生物,都是在1g的重力条件下演化而来的,不管是我们的生长发育、生理与代谢活动、行为特征,都要与1g的重力相适应,很多生物还演化出专门感知重力变化的器官或细胞器。特别是绿色高等植物,要依赖重力来引导其生长方向,这也就是通常所说的向重力性反应。

植物向重力性的生理过程十分复杂,科学家们对这一过程的研究已有一百多年。早在19世纪,达尔文父子就出版了《植物运动的力》一书,专门讨论植物“运动”的奥秘。不过时至今日,植物向重力性过程的调控机理还不完全清楚。

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