還記得2022年9月,神舟十四號航天員乘組在太空組織的那場會餐嗎?其中一道菜的食材,是在空間站種出來的。
今年初,神舟十四號航天員乘組返回地面與公眾見面時,講到太空種菜的兩大難點:失重環(huán)境下,水不容易深入根系里面;艙內沒有太陽光線照射,喜歡光照的植物不易生長。
最近,“太空菜園”傳來新消息——神舟十六號航天員乘組在中國空間站,用專業(yè)的太空栽培裝置,又種出了生菜、小麥等新鮮食材!
僅一年時間,難點迎刃而解了?
是的!中國電科48所為太空栽培裝置研制的專業(yè)控制組件,讓太空蔬菜也能享受“日光浴”和“營養(yǎng)補給”。
“基于脈寬調制技術和光譜融合技術,我們的栽培裝置可根據不同植物、不同生長階段,對光照條件實現訂制?!敝袊娍聘呒壒こ處焻堑险f。
照明燈板、散熱風扇、風機、微型自吸式循環(huán)泵……一個個“小家伙”“神通廣大”——
照明燈板,就像植物生長過程中的太陽。“植物進行光合作用時,對紅光和藍光的吸收率較高。我們特意在照明燈板裝置內設置大量的紅、藍光光源,大大提高了植物光合作用效率。”吳迪告訴記者。
光照不間斷,效率雖提高了,但熱量也著實不小,加上失重環(huán)境空氣無法流動,植物培養(yǎng)箱里的熱量更難以導出。這就需要散熱風扇為照明燈板降溫,維持箱內清涼。
空間站里,稀缺的不只是氧氣,二氧化碳也不足。因為植物會不斷利用培養(yǎng)箱內的二氧化碳進行光合作用,當二氧化碳濃度較低時,光合作用速率會顯著降低。怎么辦?
有如同“智能風扇”的風機啊!“我們讓它定時開機工作,加速培養(yǎng)箱內的空氣流動,及時帶走光合作用產生的氧氣,使二氧化碳濃度維持在合適范圍?!眳堑险f。
光照、空氣都有了,但蔬菜要想長得更茁壯,還需要定期施肥。微型自吸式循環(huán)泵就是一位“營養(yǎng)師”。
“微型自吸式循環(huán)泵與供水管網相結合,在精密定時電路的控制下,可將植物生長所需的養(yǎng)分和水分,定時精準地送到每株植物根系的指定部位。”吳迪說,它模擬的是日常種植的人工施肥過程,可顯著提升太空蔬菜對微量元素的吸收能力。
一氣呵成!這樣一套運作流程,全靠研發(fā)人員與時間賽跑。
“正樣3月底要到發(fā)射場”“器件要嚴格質?!薄拌b定試驗時長近20天”……時間緊、任務重,從接到任務起,研發(fā)人員兵分多路,同步展開物資采購、產品研制和試驗驗證等多項工作。
難點又來了!如何巧妙地將這4個零部件與其他零部件組裝,并適應太空栽培裝置近乎苛刻的外形尺寸要求呢?
“經過反復的三維建模和優(yōu)化設計,我們終于實現了控制組件內各個零部件的高度集成?!眳堑险f,團隊僅用80天就實現了正樣產品的正式交付,全新的太空栽培裝置隨著天舟六號貨運飛船發(fā)往太空,已穩(wěn)定運行數月。
科研人員說,除了實現航天員的現種現吃,太空種菜還是研究太空微重力對植物生長發(fā)育影響的重要方式。你瞧,超市里的“航西瓜”“航甜瓜”“航瓜玉妮”……這些“航”字頭果蔬,它們都有一個共同育種來源——太空。
來源:光明日報