中国空间站“太空菜园”收获阶段性成果

【科技改变生活】

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。