植物工厂步入“深空”，专家看好其于航天应用前景

北京时间11月18日14时14分许，搭乘2名中国航天员景海鹏和陈冬的神舟十一号载人飞船返回舱，在内蒙古四子王旗主着陆场区顺利着陆。

景海鹏和陈冬此次在天宫二号空间实验室工作生活了30天，在太空停留33天，创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。在这一个多月的时间里，航天员们进行了多项实验，还创造了不少“第一次”，其中包括首次在太空人工栽培蔬菜 。

每天至少花10分钟来照料生菜

天宫中的宇航员，此次上天有一项“种菜”的任务。景海鹏和陈冬将在30天的时间里，栽培生菜这一生活中十分常见的蔬菜。

中国航天员科研训练中心环控生保研究室副研究员王隆基介绍：“选择栽培生菜有以下几个原因：一是生菜的生长周期是一个月，这一次在轨时间恰好是30天；二是生菜在地面上的种植技术比较成熟；三是生菜可食用，在后续的在轨实验中可以作为食材；四是生菜是比较常见的植物，有利于进行科普宣传。”

11月11日这天，景海鹏和陈冬主要做了一些常规照料工作，包括检测栽培基质的含水率、养分含量，灯光照射以及用注射器往基质推入空气。他们会利用一个仪器检测含水率，如果显示指数低，就说明需要给生菜浇水了。注入空气是为了让生菜的根部呼吸到新鲜空气，有利于植物的成长。景海鹏在日记中写道：“我们就像是太空的‘农民’，每天至少都要花10分钟的时间来照料生菜。”

另外，在太空种生菜使用的基质和地面的土壤不同，太空中用的是蛭石。王隆基说，蛭石是一种矿物质，它的吸水性非常好，水分在其中传导非常均匀；另外它密度小质量轻，便于携带上天。

植物栽培从宇航员进入组合体的第二天就已开始，他们首先需要安装栽培装置，就像搭积木一样，把装置的各个部件组装成一个白色箱体。王隆基介绍：“白色装置的固件是3D打印的，都是尼龙性材料，比较轻便，白色和绿色形成了一个鲜明的对比，视觉效果也很好。”

接着就是浇水、播种、铺保鲜膜等工作。在进入组合体的第五天早上，种子发芽了。景海鹏在日记中写道：“当时我和陈冬兄弟都非常高兴，第一时间把这个好消息告诉了地面工作人员。我们拍了很多照片，还跟生菜芽合影留念。”

种子发芽后，航天员会把安装在白色装置顶端的灯打开，给生菜提供光照。灯光是由红、蓝、绿三种颜色组合而成的，主要偏红色。王隆基说，生菜对红光吸收效率非常高，在红光照射下生长得很好；采用绿光是因为它照射到生菜叶上，视觉效果非常好；蓝光则是对植物形态舒展具有较强作用。

生菜进入成长期后，在光照的作用下，就开始变绿了。景海鹏写道：“到今天为止，在我们亲手照料下的生菜，已经长得很好了。我们看着它们一天天成长，很有满足感。”

“下周二，是我们在轨种植蔬菜的最后一天，到时候我们会进行植物采样，把生菜的叶子和根茎剪掉，放到低温储蓄装置中，再把它们带回。”景海鹏写道。

王隆基说：“这次是我国首次在太空人工栽培蔬菜，暂时不让航天员食用。我们要把植物采样带回来，进行生物安全性检测。只有检测合格后，我们才会在下次实验中考虑让航天员食用栽培的蔬菜。在轨植物栽培技术，是未来长期太空载人活动、深空探测等必不可少的一项技术，将来我们还会做其他物种的大面积栽培实验，通过几轮实验，逐步掌握植物在太空生长的规律，便于以后在空间站种植种类更多、面积更大的植物。”

植物工厂对航天事业意义重大

“现在飞船、近地轨道空间站等生命保障系统是基于携带式、物理化学式系统，无法支撑今后长时间远距离载人深空探测的生命保障需求，要支持这样的任务必须有一个新的生命保障系统，我们叫做生物再生生命保障系统。”北京航空航天大学环境生物学与生命保障技术研究所所长、月宫一号总设计师刘红教授介绍。

据了解，生物再生生命保障系统是由植物、动物、微生物组成一个人工生态系统，人所需要的氧气、水和食物可在这里循环再生。

“这样一个生态系统里最核心的单元就是植物栽培单元——也就是太空植物工厂。”刘红说，因此植物工厂在今后载人深空探测中会有非常大的应用前景。

除此之外，长期的载人飞船以及近距离轨道空间站，使得航天员长时间远离地球的绿色生存环境，会对航天员的心理造成很大的压力，情绪也会受到影响，从而影响工作效率。

“如果在空间站能有一个植物的栽培空间，不仅让航天员能够看到绿色，而且还可提供一些绿叶蔬菜，对舒缓航天员心理也是有非常大价值的。”刘红表示，绿叶蔬菜的长期保存对其品质是会有影响的，尤其是对口感的影响明显，所以植物工厂对于航天事业来说意义重大。

来源：人民网、科学网

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