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6小时前来自 科学看点

太空种地十年:中国如何把菜园搬进空间站?

中国人将农耕热情延伸至太空,过去十年间已完成从首次播种到建立太空菜园的跨越式发展,在微重力、高辐射的极端环境下实现了蔬菜、小麦和水稻的全周期种植,为未来深空探索奠定了食物自给的基础。

一、如何在太空中种地:从播种到收获的技术突破

太空种地的核心挑战在于微重力环境,植物无法像在地面一样扎根,水分和营养的供给方式也完全不同。中国航天通过以下技术路径实现突破:

解决“落地”难题:在微重力下,种子无法自然落入土壤。科研团队研制出“插排式固定栽种装置”,将种子固定在特制的培养基质中,确保根部能够稳定生长。

打造“太空农田”:目前中国空间站配备两套专门的植物栽培装置,分别于2023年6月和8月启用,用于生菜、樱桃番茄、小葱等作物的栽培实验。这些装置能精准控制光照、温度、湿度和营养液供给。

应对“太空综合征”:在微重力环境下,太空种子萌发时会“躺平”生长,与地面截然不同。科研人员通过调整光照方向和栽培容器设计,引导植物正常向上生长,并通过20余年的接力攻关,逐步掌握了太空环境下的植物生长发育规律。

二、太空种地为什么能成功:十年积累与迭代进化

从2016年首次尝试到2026年形成成熟体系,太空种地经历了三个关键阶段:

2016年:首次验证——神舟十一号航天员景海鹏、陈冬在天宫二号播下生菜种子,一个月后成功长成。但航天员并未在轨食用,而是将样本带回地面进行生物安全性检测,证明太空种菜在中国是可行的。

2022年:首次在轨食用——神舟十四号乘组在中秋节吃到了自己种出的生菜,这是中国人首次在太空享用自己的劳动成果。同年,实验已拓展至小麦和矮秆番茄。

2023-2026年:规模化与品种多样化——神舟十五至十九号乘组接力“务农”,培育出生菜王、红叶美罗等三种生菜以及红磊樱桃番茄,丰富了太空食谱。神舟十九号乘组首次尝试在轨种植甘薯,拓展了作物谱系。该阶段还同期开展了水稻“从种子到种子”的全周期在轨实验,验证了有性繁殖在太空中的可行性。

三、中国人为何执着于太空“种地”:生存需求与文明密码

太空种地不仅是实验,更承载着战略意义和文化基因:

降低深空探索成本:把航天员的食物带入太空极其昂贵,据估算每公斤载荷运输成本高达数万美元。在太空中种植蔬菜可节省大量运输开支,同时能提供包装食品无法比拟的新鲜度和营养。

实现食物自给自足:专家指出,太空种地的核心目标是为航天员建立稳定、可持续的食物来源系统,特别是在未来月球或火星基地长期驻留时,不能完全依赖地球补给。

调节航天员心理状态:在狭小且远离地球的空间站内,定期照料植物、观察其生长,能给航天员带来绿色鲜活的环境,有效缓解工作压力,提升心理健康水平。

刻在基因里的农耕文化:五千年农耕文明让中国人对土地有着天然的眷恋,“安土重迁”的观念演化为“将饭碗端到哪儿”的生存逻辑。太空育种正是这种农耕基因在航天时代的自然延续。