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【新闻】太空蔬菜上餐桌安慰更比美食多蓝盆花属

发布时间:2020-10-18 17:39:23 阅读: 来源:体重秤厂家

太空蔬菜上餐桌安慰更比美食多

原题:太空农业五问

拉达验证蔬菜生产单位实验迄今已经开展了十多年,通过使用一个非常简单的类似于温室的环境,由电脑控制光与水的标准进行种植研究。

美国宇航员斯科特·凯利和日本宇航员油井龟美品尝着生菜,“真酷!好吃!

绿叶生菜已被成功种植,并上了宇航员的太空餐桌。

三农直通车综合报道:“这是个人的一小口,却是人类的一大口。”在国际空间站内,美国宇航员斯科特·凯利和日本宇航员油井龟美品尝着生菜,“真酷!好吃!太新鲜了”。

近日,美国国家航空航天局(nasa)公布了一段视频,宇航员首次品尝了自己在太空种植的紫叶生菜,美国航天局多了一份自信,“这是历史时刻,这让我们距离飞向火星又近了一步”。

几十年来,nasa和其他机构一直在太空中试验种植农作物,但此前种出的农作物不会给宇航员吃,而是送回地球进行检测。如今,正在国际空间站执行任务的6名宇航员们首次享受到了自己的劳动果实。

这些菜是怎么做出来的?种植中出现的失重等问题是怎么被克服的?这些蔬菜除了吃,还有哪些特殊功能呢?这些是普通人最想知道的问题,当然了,我们更想知道,这些太空蔬菜啥时候能到普通人的餐桌上?

1问:这些菜是怎么种的

生菜、豌豆、萝卜,这些最常见不过的蔬菜了,在太空中,是在一个“太空花园”里培育出来的,有特殊的灌溉系统,有特殊的光照

蔬菜的种子由“龙”号宇宙货运飞船送入空间站,由轨道科技公司与肯尼迪航天中心合作开发的“素食者”(veggie)植物种植系统培育。该套系统使用的能量比传统的植物照明系统要少60%。

据nasa官网报道,这些蔬菜生长在一个特殊的“蔬菜盒子”里,每个盒子重约7公斤,可折叠或拉伸。宇航员将蔬菜种子撒在由土壤和化肥组成的垫层上,用于生根发芽。由于在太空不能给蔬菜浇水,所以垫层底部设有特殊的灌溉系统。

这些蔬菜于7月8日种下,在veg-01种植室中,蔬菜受到红、绿、蓝三种led光的照射。红光和蓝光对光合作用来说非常重要。绿光虽然可有可无,但出于外观的考虑,工程师们决定加上绿光。

nasa研究未来生活及活动的首席科学家维勒说,红生菜、西红柿和蓝莓这类含有抗氧化剂的食物将有可能改善宇航员的情绪,以及有效地抵御太空辐射。

在太空种植蔬菜需要一系列特殊技术,不少科研机构、太空技术公司都曾进行相关探索。如利用发光二极管温室照明技术,不仅可以节省能源,还能用可变光来满足某些植物在特定生长阶段的需求。

提及太空蔬菜,就不能不提一项被称为“拉达验证蔬菜生产单位——植物、协议、规程和要求”(lada validating vegetable production unit——plants, protocols, procedures and requirements)的实验。

该实验迄今已经开展了有十多年,它通过使用一个非常简单的类似于温室的环境,由电脑控制光与水的标准来进行研究。实验总共有4个主要目标,分别是研究在太空种植的蔬菜能否安全地被食用;什么类型的微生物可能生长在植物上,以及如何在飞行器发射前降低微生物对硬件的威胁;如何在丰收后清洗或清洁蔬菜;相比培育所需要的资源,如何进一步优化产量。

自2002年起,拉达温室就被用于空间站内的连续植物生长实验,至今已经发表了15个不同培育模块,并且先后进行了20种不同的植物生长实验。最近的“作物”是一种叫mizuna的日本生菜,已经在4月登上发现号航天飞机返回地球,这也是第一次有两个实验组通过使用不同化肥和处理来同步对比植物的生长情况。“这样做是为了在太空环境确认静态测试的结果,证明减少用水量和盐堆积能够在太空中种植出更加健康的植物。”托帕姆坦言。

这项实验充分利用了它的一大优势,即太空动力学实验室和俄罗斯的莫斯科生物医学问题研究所此前缔结了一份20年的合作协议,不仅是实验室和生物医学问题研究所,还有nasa和俄罗斯联邦航天局,都能够通过实验来使各自的国家太空计划受益。

“在未来,宇航员能够在长时间远离地球的情况下在太空自己种植食物。”托帕姆说,“我们现在获得种植经验令我们在未来得以向更远的距离进行探索。”

2问:种这些菜有多难

首先要克服失重,要防止太空污染,满足植物光照需要时,还要保持太空舱内能量平衡

地面上的农业生产系统需要在能源再生和资源整合管理上有所提升,相比较太空农业而言,地面上的做法显然不适合在飞船内进行种植作业。

太空中开展农业生产,最大挑战在于重力环境的变化;其次是将大量使用到机器人技术,机器人会代替宇航员进行种植等作业;第三是可持续化问题。

这些因素说大不大,说小也不小,它们正影响着太空中植物的生长。

2010年当研究人员将植物送进国际空间站,最先面临到的问题就是如何在失重的环境下令植物的根系成熟。“重力在植物生长中的作用很好理解。”植物遗传学家保罗·盖恩斯维尔表示,“不那么好理解的是,植物要如何应对一个去除了重力的环境。”

大多数植物在地球上都能够获得大量的自然光线,并且拥有向光生长的特性,但研究人员必须“愚弄”在太空中成长的植物,让它们“以为”正在太空中遵循同样的行为。照明在生长室的选择是一个重要的考虑,因为空间站的资源是有限的,所以在太空有效利用能源就显得非常重要,“能量显然不能浪费在无止境的大亮灯泡上”。

此外,不同类型的照明将造成不同级别的热量,而航天器必须要尽量避免额外的热量,因此研究人员更喜欢产生少量热量的小灯泡。事实上,宇航员恐怕没有额外的空间来装卸备用灯泡,所以他们更倾向于使用持久力照明源,比如发光二极管,也就是led灯。

还有一件麻烦事就是污染是否会带来安全隐患。植物的生长离不开航天器的空气、湿度和微重力,而这些条件和地球上的都不一样。研究人员正在研究太空的污染物和危险有机物是否会影响植物在太空的生长,使得它们无法满足人类的食用要求。

另外一个值得关注的问题是,植物基因编码的改变可能对人体产生有害的影响。有这么一种可能,如果宇航员将太空种植的蔬菜带回地球,并且和地球上种植的蔬菜混合,可能会杂交产生一种可怕的物种。

3问:太空蔬菜只是吃的吗

美国航天局研发太空蔬菜的最根本目的是,为未来执行长期太空任务,解决食物补给问题。但是,在此过程中,有一个意外收获,植物可以给“远离地球却又想念地球生活的宇航员们带来一种心理安慰”

nasa开展这项研究的目的是,希望保证在航程中宇航员有持续的食物供应,尤其对于飞往火星这样的未来的长途宇宙飞行。在执行飞往远太空的任务途中,定期提供补给的可能性根本不存在。凯利表示,宇航员想要生存下来,就必须自己种出食物来,而这是往既定方向迈出的一大步。

nasa认为,有生命的植物不仅能为宇航员们提供营养和新鲜空气,并且种植植物这一行为就可以给“这些远离地球却又想念地球生活的宇航员们带来一种心理安慰”。

活生生的植物与那些现成的预制食品相比可以补充更多营养,“他们能产生新鲜的空气,这让宇航员拥有更好的心情。”

蔬菜系统装载科学家乔亚·马萨也说:“我们有能力在太空中种植和食用新鲜蔬菜,同时这还可以带来心理上的益处。当人类离开地球时间越久、距离越远,通过种植植物来食用、净化空气和安慰心灵的需求就越强烈。我认为蔬菜种植系统将成为所有长期太空探索项目的重要组成部分。”

“在太空种植食物作为补充,能够减少必须带去太空的食物,这对于执行长时间的任务有着越来越显著的重要性。”美国犹他州州立大学太空动力学实验室的工程师谢恩·托帕姆表示,“我们也正在进一步了解在太空种植植物对心理层面的好处,随着宇航员的旅行距离地球越来越远,这一点也变得更加重要。”

4问:宇航员对此感想如何

回顾宇航员在太空站的饮食简史,大多数宇航员认为,在太空站饮用流质、“立方体”,简直是对毅力的挑战

大多数乘坐过长途飞机的人都会抱怨飞机餐,其实,与飞机餐相比,太空餐显然更糟糕。nasa早期的宇航员说,“在太空不得不吞下的食物简直是对他们毅力的挑战。”

美国第一个在接近失重环境下吃东西的宇航员约翰·格伦回忆,吃东西本身不难,但是菜单上可供选择的内容真的太有限了,“宇航员不得不忍受吞下一块块一口大小的立方体,还有一些冻干的粉末和装在铝管中的半流质食物”,“实在是难以下咽,冻干的食物难以补充水分,同时还得小心面包屑会污染到仪器”。

在之后执行的“双子任务”中,宇航员的吃食有了改善。首先,那些通过导管挤压的食物被取消了,一口大小的小方块表面包裹上了明胶,冻干的食物也被装在了一种特殊的塑料容器中。随着包装技术的提升,食品质量得到了改善,菜单渐渐丰富。参加“双子任务”的宇航员已经能吃上虾仁杯、鸡肉、蔬菜、奶油焦糖布丁和苹果酱。

到了执行阿波罗计划的时候,食物的质量和品种又得到了进一步的增长。阿波罗的宇航员第一次用上了热水,这样一来那些脱水的食物更容易实现再水化,也更能改善食物的味道。这些宇航员也第一次用上了“勺碗”,可以用勺子来吃东西。

太空食物的问题在有了太空实验室(skylab)后,得到了更好的解决。

与宇航员所搭乘的太空飞行器不同,太空实验室内部的空间很大,足够在餐厅里放置一张桌子了。通常太空实验室可以同时容纳3人进餐,大家可以围坐在桌边吃饭,除了传统的刀叉和汤勺,也已经用上了可以用来剪开塑料封条的剪刀。由于太空实验室的空间相对较大,有充足的食物存储区域,因此菜单也变得更为丰富,可以储存72种不同的食品,同时还有冰柜和冰箱,这是其他飞行器也不能提供的。

宇航员每日的菜单选择都要基于他们日常饮食的共性,以及在太空中身体所需的营养含量,如今的每日菜单食物通常都包含有冷冻、冷藏和常温食品,冷冻食品包括大多数的主菜、蔬菜和甜点;冷藏食品则包括了新鲜的水果和蔬菜,还有超长保质期的冷藏食品和乳制品;常温食品包括了恒温的自然形式食物和一些可供再水化的饮品。

宇航员将在飞行器发射前的大约120天选定一份28天的飞行菜单,为期90天的任务所需要的食物将会被送往居住舱,菜单上的冷冻、冷藏和常温食品将会按照14天的供应为单位进行储存,居住舱的厨房将容纳14天的食物供应,随后每两周从居住舱向厨房转移一次食物,未使用的食物也将同时返回到适当的装载环境进行库存控制,以保证在运送下一批食品的航天飞机即使延误,宇航员也不至于立刻遭遇弹尽粮绝的窘境。

5问:能上大众餐桌吗

尽管研究太空农业是为了更好地执行太空计划,但是太空农业对农业科技的影响是真真切切的。一些太空蔬菜已经出现在普通民众的餐桌上了

科学家认为,太空探索可以推动农业科技革命。在空间站或者大型宇宙飞船内,需要建立起一个封闭的生态系统,这对地面上的农业科技发展起到巨大的推动作用。

太空农业研究人员希望将掌握到的在寒冷气候中种植粮食的技能转化为在地球上同样具有挑战性的气候下种植蔬菜的本领。他们正在收集各种关于植物生长情况的详细信息,希望这些信息能够帮助应对日益严峻的土地贫瘠问题。

事实上,太空农业已经在地球上带来了其他一些令人惊讶的应用。比如一种名为bio-kers的特殊设备,它能使用紫外线将乙烯转化为二氧化碳和水。由于乙烯会导致植物成熟并最终腐败,使用像bio-kes这样的设备,可以帮助增加食物的保质期,并且延长鲜花和其他易腐烂物品的寿命。

想要上太空,这对于普通人来说很遥远,相对而言,想要品尝来自太空的蔬菜就容易得多了,在德化县美湖镇美湖村的蔬菜大棚里,就种植着多种“太空蔬菜”。

太空蔬菜具有高产、质佳、抗病等优势。简单来说,太空蔬菜种子是将普通蔬菜种子搭载于航天卫星,经过太空失重、缺氧等特殊环境变化,内部结构发生激变,返回地面后,再经农业专家多年培育而成。也就是说,种子上天走一遭,只是完成“太空升级”的第一步,真正繁复的工作,是随后进行的地面培育、筛选和验证。蔬菜品质提升是太空育种的一个主要方向,有的太空蔬菜维生素含量高于普通蔬菜2倍以上,微量元素如铁、锌、铜、磷、锰、胡萝卜素的含量也有提升。太空蔬菜比普通蔬菜更加美味可口,如有的太空甜椒可直接生吃,味道微甜,清脆爽口;太空紫红薯生食味甜,水分足。

太空诱变的蔬菜只是其本身的dna有所变异而非外源性dna导入,没有其他危险成分,安全性可以得到保障。稍加留意,太空蔬菜其实早已走入了我们的餐桌。目前中国已有两种太空蔬菜在进行大面积种植——“宇椒一号”甜椒(太空椒)和“宇番一号”番茄(太空番茄)。

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