人类航天活动中一直有植物作伴。从1946年开始,航天飞行不断携带植物或种子上天,用于生物学研究。空间站诞生之后,在空间站培育植物生长、开花的实验,也已开展过多次。而这回,我国在中秋之夜成功发射的“天宫二号”空间实验室,将开展十余项空间科学实(试)验,其中重要的一项就是高等植物培养实验,拟南芥和矮化处理后的水稻要跟着“天宫二号”上天去看看!
“天宫二号”这次的植物太空之旅,是我国首次为期6个月的植物“从种子到种子”全生命周期培养,科学家可以观察到不同植物的种子在太空中从萌发、生长、开花到结籽的全过程,从而更好地了解和掌握未来太空农业发展的可能。
说到拟南芥,又叫阿拉伯草,它可是老早就“上过天”的,被认为是最早由人类在零重力宇宙空间中培养后开花、结籽的植物。事实上,在人类探索宇宙的征途中,不断上天的植物一直在宇宙荒漠中释放勃勃生机。
航天飞行中生意盎然的植物们。1946年7月9日,美国发射的V-2火箭,把“特别开发的种子菌株”带到了距地面134千米的高空,这也是最早前往宇宙空间的生物,不过这些样本并没有回收。1946年7月30日,玉米种子也上了天,而且成功回收,接着是黑麦和棉花的种子。1957年,苏联的SPUTNIK系列卫星开始进行卫星上的生物实验,小球藻和各种种子开始搭乘卫星遨游太空。
1961年发射的世界上第一艘载人飞船东方一号就带上了小球藻与伟大的航天员加加林作伴。各种航天器都或多或少涉足一些植物,有很多航天器携带活的植物上天,不过植物通常都死掉了。1971年,阿波罗14号宇宙飞船甚至带着500粒树的种子,绕着月球飞了24圈,又把它们带回来种在了地球上,不过这些长大的树并没有发现有什么不同。
除了简单“带上天”的植物及其种子,很快科学家开始尝试在宇宙中培育植物生长。1977年,前苏联发射的“礼炮6号”宇宙空间站上就已经搭载了植物栽培试验装置,建立小小的“太空温室”。宇航员们把郁金香球茎种植在一种能产生人造重力的小离心机里,报告说植物活了下来,并且生长情况良好。1978年,洋葱也长得不错。1980年,“联盟 37号”飞船的宇航员来到该太空站工作时,还试着在“太空温室”里培植兰花。
1982年,在“礼炮7号”上的“太空温室”中,兰花在人造土壤中长势良好,并最终开了花,实现了种子到种子的过程,实验员认为开花与否应该还是重力的问题。据说,在世界上第一位实现太空行走的前苏联女航天员萨维茨卡娅抵达“礼炮7号”宇宙空间站时,在站上工作的两位宇航员向她献上了拟南芥的花。
后来,宇航员们种植了各种植物,纷纷“拍照留念”。
而说到花呢……这就不得不说到2016年年初,国际空间站的宇航员Scott Kelly难掩兴奋之情,在推特上传的开花的百日草的照片:“宇宙中首次亮相的花!在太空中存在了其他生命!”他写道。国内外也有一些记者就此报道,或纷纷转载,称百日草是首个在宇宙中开花的植物。
然而NASA Watch的编辑、前美国航空航天局(NASA)的学者Keith Cowing干脆的写道:“你只需要问问谷歌(就知道这是错的)”。
科学家Mika McKinnon甚至揶揄道:“我们学到了三件事:一,不要相信一个宇航员;二,每个人都喜欢花;三,我们已经在太空中种植过很多植物了!”撇开宇航员Scott Kelly和他的百日草不说,让我们来认识一些生长在宇宙荒漠中的植物的照片。
除了以上这些,历史上,有许许多多植物在人类航天器中成长。是的,太空中确实存在人类以外的生命,而且随着我们人类航天活动的进行,会有更多更多的植物“上天”。
太空育种:“太空中的农场”?在特殊的空间环境下,种子变异的几率较大,我们现在的航天飞行,常有种子被带上旅途,沐浴一下宇宙的失重、真空、磁场、各种射线等,希望实现植物的变异。回到地球后,进行的地面培育、筛选和验证,至少要经过三、四代的筛选,然后到多个省份的试验点去试种;试种成功后,再拿到品种审定委员会去审定。
这一过程往往要经过4-6年的周期。我国西安航天基地航天育种科技产业示范园已有神舟七号、八号、九号、十号飞船搭载的小麦、荞麦、扁豆、辣椒、番茄等19类作物40多个品系进行选育,并进行推广种植。同时,示范园还引种了太空南瓜、太空五彩椒等80余种蔬菜、花卉的太空品种,进行繁育、推广种植。
太空农场。宇航员们曾经在宇宙中种了各式各样的植物,现在,在宇宙飞行中“种菜吃菜”也不是新鲜事儿了。2015年,国际空间站(ISS)的宇航员吃上了自己种的蔬菜,还发了一段小视频。宇航员用橄榄油和醋调制了自家种的生菜,并表示“味道好极啦”。这意味着以后长时间的宇宙飞行中,可以种植一些蔬菜补充新鲜食物。
不止是空间站,还有其他星球的探索中,如果有了足够的水,种植一下农作物也是蛮好的,比如NASA计划在火星放上这样的蔬菜箱,是不是有《火星救援》的感觉?建设太空农场对宇宙基地的计划影响深远,我国对其技术的发展当然也在紧锣密鼓的进行。2014年,试验舱“月宫一号”进行了了105天的月球基地生命保障系统的模拟,在地面上模拟了月球基地的运转。
“月宫一号”由1个综合舱和两个植物舱组成,氧气和水都循环再生。实验员在“月宫一号”里种植了生菜、油麦菜、紫背天葵和苦菊4种蔬菜,午餐时可以吃到自己种的新鲜蔬菜。