在空間站“種糧”“種菜”是個大課題

樊巍

《環(huán)球時報》記者29日從載人航天工程空間應(yīng)用暨空間站高等植 物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)階段性進(jìn)展情況介紹會上獲悉，截至目前，問天實(shí)驗(yàn)艙上 所部署的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜等科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施狀態(tài)良好、工作穩(wěn)定，隨艙 發(fā)射的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在軌實(shí)驗(yàn)正按計劃開展。載有實(shí)驗(yàn)樣品擬南芥種子和水稻種子的實(shí)驗(yàn)單元已由航天員安裝至問天實(shí)驗(yàn)艙的生命生態(tài)通 用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，目前植物已發(fā)芽生長。

高稈水稻已長至30厘米

近十多年來，隨著重返月球、登陸火星、建立月球或火星基地成為人類空間探索的重要目標(biāo)，以人類長期在太空生活必需的糧食生產(chǎn)為研究對象，通過研究在完全封閉太空條件下如何培養(yǎng)或栽培植物，探索作物在太空環(huán)境中高效生產(chǎn)所需要的條件因素和技術(shù)途徑，最終實(shí)現(xiàn)人類長期太空探索的目標(biāo)成為研究新熱點(diǎn)。

據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，7月28日，載有實(shí)驗(yàn)樣品擬南芥種子和水稻種子的實(shí)驗(yàn)單元，由航天員安裝至問天實(shí)驗(yàn)艙的生命生態(tài)通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，通過地面程序注入指令于7月29日啟動實(shí)驗(yàn)。目前已成功啟動擬南芥和水稻的種子萌發(fā)，擬南芥幼苗已長出多片葉子，高稈水稻幼苗已長至30厘米左右，矮稈水稻也有5-6厘米屑，生長狀態(tài)良好，后續(xù)將完成擬南芥和水稻在空間從種子到種子全生命周期的實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中由航天員采集樣品、冷凍保存，最終隨航天員返回地面進(jìn)行分析。

中科院分子植物卓越中心研究員、問天艙“微重力條件下高等植物開花調(diào)控的分子機(jī)理“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人鄭慧瓊29日在接受《環(huán)球時報》等媒體采訪時表示，農(nóng)作物的種子既是糧食，也是繁殖下一代的載體。隨著載人深空探測的發(fā)展深入，比如登陸火星，要想真正解決人類長期空間探索的糧食保障問題，不可能單純依靠從地球上攜帶糧食來滿足航天員長期的空間生活和工作需求，必須要解決在空間生產(chǎn)糧食這一難題。由于地球生命不可能在嚴(yán)酷的太空環(huán)境條件下無保護(hù)地生存，未來太空作物生產(chǎn)必須在完全封閉的人造環(huán)境中進(jìn)行，種植空間和能源供給都十分稀缺。因此太空種植的農(nóng)作物必須滿足高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高生產(chǎn)效率和低能源消耗的要求。

鄭慧瓊介紹稱，本次在中國空間站上開展的農(nóng)作物實(shí)驗(yàn)研究，有望在國際上首次完成空間微重力條件下水稻從“種子到種子”全生命周期的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，并獲得水稻培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)，為進(jìn)一步解析空間微重力對水稻生長發(fā)育的影響及分子基礎(chǔ)，利用水稻進(jìn)行空間糧食生產(chǎn)提供重要理論指導(dǎo)?！?/p>

官宣問天實(shí)驗(yàn)艙最新進(jìn)展

在29日舉行的情況介紹會上，中科院空間應(yīng)用中心研究員、載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)問天實(shí)驗(yàn)艙主任設(shè)計師趙黎平介紹稱，問天實(shí)驗(yàn)艙在發(fā)射入軌后，3名航天員于7月28日完成生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜通用生物培養(yǎng)模塊解鎖、狀態(tài)設(shè)置、輻射測量模塊和植物培養(yǎng)單元安裝。

航天員還于8月8日和8月12日分別完成變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱、低溫存儲裝置、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜的解鎖和組裝，組裝過程順利高效。“組裝完成后，變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱、低溫存儲裝置開展了既定的在軌測試內(nèi)容，通過下行遙測數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)判斷，相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜及科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作正常，載荷狀態(tài)良好

而在7月28日，3名航天員完成生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜科學(xué)實(shí)驗(yàn)單元在通用生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)ｇ髦械陌惭b工作后、開始對帶上中“國空間站的實(shí)驗(yàn)樣品擬南芥和水稻種子注水，正式開展在軌實(shí)驗(yàn)，在溫度、濕度、光照控制正常的情況下，地面人員通過下行的圖像數(shù)據(jù)分析判斷，水稻和擬南芥種子萌發(fā)后生長狀態(tài)正常，后續(xù)按計劃開展培養(yǎng)和在軌實(shí)驗(yàn)。

趙黎平稱，問天實(shí)驗(yàn)艙在發(fā)射升空后，空間環(huán)境保障分系統(tǒng)24小時監(jiān)測空間環(huán)境的變化情況，目前共發(fā)布空間環(huán)境預(yù)報產(chǎn)品549份。根據(jù)目前空間環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，近期太陽活動水平極低到低，地磁活動以平靜至微擾為主，這將有利于空間站各項(xiàng)在軌工作開展?！?/p>

后續(xù)空間實(shí)驗(yàn)將更加“高能”

截至目前，神舟十四號乘組3名航天員已在軌工作80余天。3名航天員乘組將有一項(xiàng)大任務(wù)，就是等待夢天實(shí)驗(yàn)艙的到來。據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，我國空間站第二個實(shí)驗(yàn)艙段一夢天實(shí)驗(yàn)艙已于本月初完成出廠前所有研制工作，運(yùn)抵文昌航天發(fā)射場，并將于今年10月?lián)駲C(jī)發(fā)射。待發(fā)射成功后，我國國家太空實(shí)驗(yàn)室就會建成。隨后將發(fā)射天舟五號貨運(yùn)飛船和神舟十五號載人飛船，與神舟十四號乘組在軌輪換后，將在軌駐留6個月。

在29日舉行的情況介紹會上，中科院空間應(yīng)用中心研究員、載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)問天實(shí)驗(yàn)艙主任設(shè)計師趙黎平介紹了后續(xù)空間應(yīng)用系統(tǒng)的主要工作項(xiàng)目。趙黎平表示，在8-10月間，載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)將開展生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜在軌實(shí)驗(yàn)，生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜、生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜定期模塊巡檢，以及變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱與低溫存儲柜在軌測試。在神舟十五號乘組任務(wù)期間，還將進(jìn)行能量粒子探測器、等離子原位成像探測器艙內(nèi)組裝、自測試、艙外安裝、在軌測試、在軌工作。

而在中國空間站建成之后，我國還將擇機(jī)發(fā)射巡天空間望遠(yuǎn)鏡，與空間站共軌長期獨(dú)立飛行，開展巡天觀測，短期?？靠臻g站進(jìn)行補(bǔ)給和維護(hù)升級。

中科院空間應(yīng)用中心研究員、應(yīng)用發(fā)展由心主任張偉此前在接受《環(huán)球時報》等媒體采訪時曾表示，巡天空間望遠(yuǎn)鏡為2米口徑，成像質(zhì)量與哈勃相當(dāng)，視場大近300倍。空間天文與地球科學(xué)領(lǐng)域?qū)⒗醚蔡旃鈱W(xué)望遠(yuǎn)鏡；高能宇宙輻射探測設(shè)施等天文觀測設(shè)施，開展暗物質(zhì)與暗能量，宇宙結(jié)構(gòu)形成,與演化，星系起源與演化，超大質(zhì)量黑洞的形成與演化，宇宙線起源以及太陽系外行星探測等研究;著眼全球氣候變化、碳達(dá)峰與碳中和等關(guān)系人類社會可持續(xù)發(fā)展的重大問題，開展對地艦測新技術(shù)和新體制的研究與驗(yàn)證。

此外，空間新技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域還將發(fā)展空間機(jī)器人與自主系統(tǒng)、太空智能制造與建造、微小衛(wèi)星編隊(duì)及應(yīng)用、地月空間光通信與自主導(dǎo)航技術(shù)、核心元器件與部組件等空間新技術(shù)試驗(yàn)?！?/p>