北京
撰文 / 朱林崎 （国际宇航联合会卫星商业应用专委会）
你还记得科幻电影《火星救援》中，主人公在火星种植土豆的场景吗？
但想要在太空种菜，实现“春种一粒粟，秋收万颗子”可没那么简单！让我们回到现实，看看植物在太空是如何生长的吧。
培养箱里有乾坤
早在20世纪70年代，研究人员就开始尝试在空间站种植植物，培育的花花草草多达40种。可食用的植物种类包括白菜、油菜、生菜、黄瓜、西红柿、马铃薯、萝卜、洋葱等，还栽培过郁金香、长寿花、百日菊和向日葵等花卉。
在空间站里，植物一生都住在专属“贵宾房”——空间植物培养箱内。
培养箱一般采用密封结构,以维持植物生长所需的环境。虽然培养箱只有微波炉那么大，但里面满是“黑科技”：具备温度、湿度、光照、空气循环、营养供给调节等功能，保障植物在微重力条件下也能生长发育。
生根发芽何所依
在空间站，植物面临最大的挑战就是微重力环境。
地球上的植物具有“顶天立地”的特性：植物的幼芽总是背地而长，向上追寻阳光和空气；植物的根总是向地而生，向下扎入土壤中吸收水分和养料。
而在微重力环境下，没有了上下之分，植物的根和茎也失去了方向感，不知道朝哪个方向生长。
如果没有光照等因素的刺激，植物的根和茎会呈随机自由生长状态，变成一团乱麻。
但是在有光照的条件下，植物的茎会向着光源的方向生长，根则会朝着水分和营养充足的方向生长。
那么，什么灯适合作为光源呢？
LED灯是适宜靠近植物的冷光源，再加上光能转换率高、体积小、寿命长、波长固定、光质可调等优点，顺理成章成为理想光源。
研究发现，植物光合作用中对可见光的吸收主要集中在 400～510纳米的蓝紫区和610～720纳米的红橙区,因此，使用红色和蓝色的LED灯就可以栽培植物。
其中红色光是最主要的光源，有助于植物茎部的生长与叶片的伸展，还可以调节开花、休眠期等。
在实际应用中，也会配置部分绿光和远红外光作为辅助光源。
枝繁叶茂藏玄机
除了光，植物生长还离不开水分。
你知道太空中给植物浇水有多麻烦吗？
首先，你无法使用喷壶，因为水珠会不停地飘来飘去。在地球上，植物蒸腾作用产生的水，会在凝结为水珠后随着重力落到土壤中。
而在太空，水珠无法下落或上升，会飘浮在空中或在植物叶片周围聚集。
土壤中的水分也会在植物的根部周围聚集，严重时会导致根部窒息。
此外，微重力条件下，气液分离也很难，这使得植物呼吸作用、光合作用所需的气体交换变得艰难。
这些因素会使植物出现缺氧症状，导致其生长缓慢，甚至死亡。
为解决这些问题，科学家将特制的栽培盒放置于植物培养箱中。
栽培盒里装有特殊的栽培基质和肥料，可以帮助植物在根部周围均衡地分配水分、养分和空气。
栽培基质一般是固体，包括蛭石（一种矿物质）、沸石（一种矿石）、煅烧粘土等。
这些基质具有很强的吸附性，水分在其中传导非常均匀，根系生长在栽培基质里就可以很好地吸收水分了。
植物种子用天然胶在栽培盒的垫层上，引导植物根部在没有重力的情况下，向着寻找栽培盒底部肥料的方向生长，即“向下”生长在栽培盒中。
在栽培盒的底部设计有特殊的储水箱，植物浇水是通过注射的方式完成的，航天员会定期通过注射器将水添加到栽培盒中。
科学家还为植物们设计了可以锁水、补水的两件保湿“神器”。
锁水“神器”是指在栽培盒里贴上一层只透气不透水的透气膜，保证植物与外界有一定的气体交换，而水又不会从透气膜中溢出。
补水“神器”指的是冷凝装置，当植物中的水分蒸发变成水汽后，这套装置能够使水汽重新冷凝成液态水并导入栽培盒内，实现太空密闭环境下水的有效循环利用。
空间站里“庆丰年”
在太空吃上新鲜蔬菜已不再是遥不可及的事。
2015年8月10日，国际空间站上种植的生菜喜获丰收，航天员们开心地大嚼自己种植的太空生菜，这一口舌尖上的味道非同寻常，是人类迈向深空的重要一步。
2016年11月，中国在天宫二号空间实验室也成功种植了生菜。由于是首次在太空栽培蔬菜，因此，未让航天员食用，而是冷冻带回地球进行生物安全性检测。
除了生菜，科学家还对生长周期长达120天的辣椒发起了挑战。2021年11月，国际空间站的航天员们终于品尝到了太空辣椒的味道。
有意思的是，这种尾部会翘起的辣椒品种在微重力环境下，果实是较为笔直的。
太空植物将成为未来太空探索的一个重要元素。
随着中国天宫空间站的建成运行，大量空间植物栽培实验将有序展开，说不定未来你也有机会品尝到来自太空的果蔬佳肴呢。
让我们一起拭目以待吧！
本文来自《知识 就 是力量》杂志，原标题《太空“菜农”的丰收日志》，撰文/朱林崎，有删改，原创作品转载请注明来源。
现订购2023年
只需336元
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
