我國航天員將要在空間站內(nèi)種菜了！北京時間5月10日凌晨01時56分，天舟四號貨運(yùn)飛船順利發(fā)射升空，并于當(dāng)天早上8時54分順利對接在了天和核心艙的后向端口。
本次“太空快遞”攜帶了大量的貨物，其中主要是神舟十四號航天員乘組的生活物資以及科學(xué)載荷。另外還有一些特殊的貨物值得我們關(guān)注，那就是我國航天人面向社會和高校征集的實(shí)驗(yàn)貨物，比如小麥、高粱、玉米種子等。
實(shí)際上，早在2016年的時候，我國航天員就在天宮二號上嘗試種植生菜了。到了2019年，航天員們又嘗試了種植水稻和擬南芥兩種農(nóng)作物。
不過最近，美國科學(xué)家們更進(jìn)一步，已經(jīng)開始嘗試?yán)迷氯婪N菜了！
當(dāng)然，這不是美國宇航員跑去月球種菜，而是利用月球巖石樣本進(jìn)行的嘗試。我們知道，在上個世紀(jì)，美國的阿波羅任務(wù)帶回了大量的月球巖石樣本。美國的科學(xué)家們利用其中一部分月壤，在地球上進(jìn)行了種植蔬菜的嘗試。
我們知道，盡管阿波羅計(jì)劃一共帶回了多達(dá)380公斤的月壤，但考慮到美國已經(jīng)四十多年沒進(jìn)行過月表采樣，以及人類目前的天空技術(shù)，這些月壤仍然彌足珍貴，不能浪費(fèi)。
在本次實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家在11年內(nèi)申請了3次，也只獲得了其中12克的珍貴月球樣本進(jìn)行種植農(nóng)作物的嘗試。他們選擇的植物，和我們在2019年嘗試的植物一樣，就是擬南芥。
擬南芥是具有代表性的、典型的受到光周期調(diào)控的植物。而且，目前科學(xué)家對于擬南芥生產(chǎn)發(fā)育和基因表達(dá)情況非常清楚，如果在空間生長過程中發(fā)生變化，很容易識別。正因如此，它才成為了科學(xué)家們青睞的目標(biāo)。只不過，上一次我們是在太空微重力環(huán)境下利用地球土壤進(jìn)行種植，這一次美國科學(xué)家是在地球重力環(huán)境下利用月壤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
12克樣本確實(shí)有點(diǎn)捉襟見肘，研究人員不得不精打細(xì)算。他們將月壤分在了12個和頂針差不多大（也就是手指截面積）的“花盆”里，在里面倒入了營養(yǎng)液和擬南芥種子。
除了這12個培養(yǎng)皿之外，研究人員還設(shè)定了對照組。對照組的土壤也不是地球上普通的土壤，而是一些極端環(huán)境的土壤以及模擬地表土壤的材料。
模擬土壤包括了火星土壤模擬物以及此前一種名叫JSC-1A的月壤模擬物。在此之前，就有過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在這些外星土壤模擬物中進(jìn)行西紅柿、豌豆等農(nóng)作物的種植，當(dāng)時的結(jié)果還是很不錯的。不過，這一次它們?nèi)匀蛔鳛閷φ战M出現(xiàn)在了實(shí)驗(yàn)中，畢竟它們不是真實(shí)的外星土壤，其中細(xì)微的差別可能導(dǎo)致巨大的結(jié)果差異。
盡管有這樣的顧慮，大家內(nèi)心還是以為真實(shí)的月壤可以像模擬物一樣給種子提供營養(yǎng)。一開始也確實(shí)如此，三種不同的月壤內(nèi)都有種子發(fā)芽。但后來的結(jié)果是令人遺憾的：和模擬物種的植物相比，真實(shí)月壤中長出來的幼苗并不茁壯，而是體型弱小，生長緩慢，而且大小不一。
這是什么原因呢？
研究人員對這些植物進(jìn)行了DNA層面的分析，發(fā)現(xiàn)了問題。據(jù)介紹，這些植物在遺傳水平上承受了對月壤中的鹽、金屬或氧化等機(jī)制的壓力，這些對于它們的生長是不利的。
研究人員還發(fā)現(xiàn)：植物的生長情況和月壤的位置有關(guān)。本次實(shí)驗(yàn)中的月壤分別來自阿波羅11、12和17號任務(wù)，它們采集的月壤來自不同的深度層。其中阿波羅11號任務(wù)的月壤更接近月表，也只有這批月壤中有一株植物死亡。研究人員推測，可能是這里暴露于宇宙射線和太陽更加嚴(yán)重導(dǎo)致了植物難以發(fā)育。
相比之下，更深層的月壤培育出的擬南芥雖然不如模擬物中生長得那么好，但比阿波羅11號的結(jié)果要好一些。
我們也不必完全對這一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果抱悲觀的態(tài)度，畢竟這只是人類的首次嘗試，遇到問題也是正常的。只有遇到了問題，我們才知道該做什么。不管怎么說，至少這些植物都發(fā)芽了，這也算是一個好消息。
接下來，科學(xué)家們會思考如何解決這些問題，從而在未來實(shí)現(xiàn)月表種菜的目標(biāo)。他們初步計(jì)劃利用基因表達(dá)數(shù)據(jù)來解決植物的應(yīng)激反應(yīng)，從而減小月壤給它們的健康造成的影響，并最終實(shí)現(xiàn)在月球表面種植農(nóng)作物。
為什么世界各國的航天人都熱衷于種植農(nóng)作物呢？
答案很簡單，那就是提供食物。雖然人類的太空食品已經(jīng)發(fā)展得非常好了，不僅種類豐富，而且制作工藝完善。但是，太空食品仍然有無法解決的問題，那就是儲存時間太長會導(dǎo)致營養(yǎng)流失等問題。因此，如果能夠在太空或者其他星球種植蔬菜，那就可以給航天員們更好地補(bǔ)充營養(yǎng)。
另外，如果能夠在月球上種植農(nóng)作物，那么航天員可以攜帶大量的種子過去。這種情況下，他們就可以少攜帶一些太空食品，騰出空間和重量來攜帶其他科學(xué)載荷，提高火箭的發(fā)射效率。
對于未來的空間站甚至是載人登陸火星、建造月球基地等長期的太空任務(wù)來說，太空種菜將是不得不發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。
美國佛羅里達(dá)大學(xué)的園藝科學(xué)家Rob Ferl指出：“對于未來持續(xù)時間更長的太空任務(wù)來說，我們可能把月球建設(shè)成一個樞紐或者說發(fā)射中心，這就是我們想利用那里的土壤種植植物的原因。”
希望科學(xué)家們早日找到突破口，實(shí)現(xiàn)更多農(nóng)作物的太空生長，為未來的航天員提供有力的幫助！
