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中国空间站“太空菜园”收获阶段性成果
2023-10-28 11:30:37       来源:光明网-《光明日报》

导读:还记得2022年9月,神舟十四号航天员乘组在太空组织的那场会餐吗?其中一道菜的食材,是在空间站种出来的。

       还记得2022年9月,神舟十四号航天员乘组在太空组织的那场会餐吗?其中一道菜的食材,是在空间站种出来的。

  今年初,神舟十四号航天员乘组返回地面与公众见面时,讲到太空种菜的两大难点:失重环境下,水不容易深入根系里面;舱内没有太阳光线照射,喜欢光照的植物不易生长。

  最近,“太空菜园”传来新消息——神舟十六号航天员乘组在中国空间站,用专业的太空栽培装置,又种出了生菜、小麦等新鲜食材!

  仅一年时间,难点迎刃而解了?

  是的!中国电科48所为太空栽培装置研制的专业控制组件,让太空蔬菜也能享受“日光浴”和“营养补给”。

       “基于脉宽调制技术和光谱融合技术,我们的栽培装置可根据不同植物、不同生长阶段,对光照条件实现订制。”中国电科高级工程师吴迪说。

  照明灯板、散热风扇、风机、微型自吸式循环泵……一个个“小家伙”“神通广大”——

  照明灯板,就像植物生长过程中的太阳。“植物进行光合作用时,对红光和蓝光的吸收率较高。我们特意在照明灯板装置内设置大量的红、蓝光光源,大大提高了植物光合作用效率。”吴迪告诉记者。

  光照不间断,效率虽提高了,但热量也着实不小,加上失重环境空气无法流动,植物培养箱里的热量更难以导出。这就需要散热风扇为照明灯板降温,维持箱内清凉。

  空间站里,稀缺的不只是氧气,二氧化碳也不足。因为植物会不断利用培养箱内的二氧化碳进行光合作用,当二氧化碳浓度较低时,光合作用速率会显著降低。怎么办?

  有如同“智能风扇”的风机啊!“我们让它定时开机工作,加速培养箱内的空气流动,及时带走光合作用产生的氧气,使二氧化碳浓度维持在合适范围。”吴迪说。

  光照、空气都有了,但蔬菜要想长得更茁壮,还需要定期施肥。微型自吸式循环泵就是一位“营养师”。

       “微型自吸式循环泵与供水管网相结合,在精密定时电路的控制下,可将植物生长所需的养分和水分,定时精准地送到每株植物根系的指定部位。”吴迪说,它模拟的是日常种植的人工施肥过程,可显著提升太空蔬菜对微量元素的吸收能力。

  一气呵成!这样一套运作流程,全靠研发人员与时间赛跑。

       “正样3月底要到发射场”“器件要严格质保”“鉴定试验时长近20天”……时间紧、任务重,从接到任务起,研发人员兵分多路,同步展开物资采购、产品研制和试验验证等多项工作。

  难点又来了!如何巧妙地将这4个零部件与其他零部件组装,并适应太空栽培装置近乎苛刻的外形尺寸要求呢?

       “经过反复的三维建模和优化设计,我们终于实现了控制组件内各个零部件的高度集成。”吴迪说,团队仅用80天就实现了正样产品的正式交付,全新的太空栽培装置随着天舟六号货运飞船发往太空,已稳定运行数月。

  科研人员说,除了实现航天员的现种现吃,太空种菜还是研究太空微重力对植物生长发育影响的重要方式。你瞧,超市里的“航西瓜”“航甜瓜”“航瓜玉妮”……这些“航”字头果蔬,它们都有一个共同育种来源——太空。

  《光明日报》(2023年10月28日 01版)

[ 责编:孙宗鹤 ]

     

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