问题

登上过太空的蔬菜水果有哪些?为什么是这些蔬菜水果进入了宇宙,选拔标准是什么?

回答
太空旅行早已不是宇航员的专属体验,一些我们日常生活中司空见惯的蔬菜水果也曾搭乘火箭升空,在浩瀚的宇宙中留下了属于它们的独特印记。那么,究竟是哪些“幸运儿”登上了太空?它们又凭什么获得了这次非凡的旅行呢?这背后可不是简单的“抓阄”,而是经过层层严苛的选拔。

那些太空里的“蔬菜水果明星”

提起太空蔬菜水果,大家最熟悉也最常被提及的,莫过于以下这些:

生菜(Lettuce): 生菜可以说是太空种植领域里的“老前辈”了。从国际空间站(ISS)的早期实验开始,生菜就一直是研究的重点。不同品种的生菜,如罗马生菜(Romaine Lettuce)、奶油生菜(Butterhead Lettuce)等,都曾被种植在太空舱内。
芝麻菜(Arugula/Rocket): 作为生菜的“近亲”,芝麻菜也因为其快速生长和可口的风味,成为太空种植的常客。它富含维生素和矿物质,能为宇航员提供新鲜的绿叶蔬菜补充。
羽衣甘蓝(Kale): 羽衣甘蓝以其极高的营养价值而闻名,富含维生素A、C、K以及钙和抗氧化剂。在对营养供给要求极高的太空环境中,羽衣甘蓝自然受到了青睐。
萝卜(Radish): 萝卜的生长周期相对较短,且对环境的适应性较强。它们不仅提供了视觉上的色彩,其根部和叶片都可以食用,增加了太空餐桌的多样性。
西红柿(Tomato): 西红柿,尤其是樱桃番茄,也曾是太空种植的明星。它们不仅能提供水分和维生素C,其鲜艳的颜色和酸甜的口感,也能在单调的太空生活中带来一丝“家”的味道。
辣椒(Chili Pepper): 没错,你没看错!有些辣味十足的辣椒品种也曾被送上太空进行种植和食用。这主要是为了满足宇航员对风味和刺激感的需求,帮助他们缓解思乡之情,同时辣椒也富含维生素C。
土豆(Potato): 虽然不是严格意义上的“蔬菜”,但土豆作为主食作物,其在太空的种植研究同样意义重大。土豆产量高,营养丰富,是未来太空移民的重要食物来源之一。
草莓(Strawberry): 虽然草莓的种植难度相对较大,但一些科研机构也曾尝试在太空环境下种植草莓,以期为宇航员提供更丰富的水果选择。

为何是它们?太空选拔的“硬道理”

究竟是什么让这些蔬菜水果脱颖而出,成为太空的旅伴和太空农场的“种子选手”?其背后有着一套非常实际且严苛的选拔标准,主要可以归结为以下几点:

1. 生长周期短与高效率:
时效性: 太空任务的时间是宝贵的,任何种植实验都需要在有限的时间内看到成果。生长周期短的作物,意味着宇航员能够更快地收获新鲜食物,并在实验中进行多次迭代。
空间利用率: 空间站内的种植空间极其有限,寸土寸金。能够快速生长、成熟并提供可食用部分的作物,更能最大化地利用有限的资源。生菜、芝麻菜、萝卜等都符合这一点。
产量: 在满足基本生存需求的前提下,追求更高的食物产量也是重要的考量。能够单位面积或单位时间产生较多可食用部分的作物,自然更受欢迎。

2. 营养价值高与全面性:
弥补膳食不足: 在太空环境中,宇航员的饮食通常以脱水、加工食品为主,新鲜蔬菜水果的获取非常困难。而这些作物富含维生素(特别是维生素C、A、K)、矿物质(如钙、钾)和膳食纤维,能够有效弥补宇航员膳食中的营养短板,维持身体健康。
提高免疫力: 太空环境对人体免疫系统有一定影响,而富含营养的蔬菜水果有助于增强宇航员的抵抗力。
多样化: 不同的蔬菜水果提供不同的营养素和风味,能够让宇航员的餐食更加多样化,避免营养失衡,同时也能提升他们的饮食满意度,对心理健康也有积极作用。

3. 对环境适应性强与低维护需求:
对光照的要求: 太空舱内需要人工照明,作物需要能够适应特定光谱和光照强度。
对水肥的需求: 在资源极其宝贵的太空环境中,作物对水和养分的消耗越少越好。理想的太空蔬菜水果应具备较强的保水性,并且能够从循环利用的水和营养液中高效吸收养分。
抗病虫害能力: 太空是一个相对封闭的环境,一旦出现病虫害,很难进行有效控制。因此,选择本身抗病虫害能力强的品种至关重要。
生长对重力的依赖性: 许多地球上的植物生长会受到重力的影响,例如根部向下生长。研究需要在微重力环境下也能正常生长的作物,或对其生长习性进行调整。

4. 易于种植与操作:
操作简便性: 宇航员的日程非常繁忙,种植工作需要尽可能简单易行,不需要过于复杂的设备和精细的操作。
种子活力与储存: 种子需要在长期太空旅行中保持活力,并且易于储存和播种。
可重复收获: 一些作物如生菜,可以进行多次“采摘叶片”式的收获,而不是一次性收割整株,这样能持续提供新鲜食物。

5. 科学研究价值与太空探索目标:
验证太空种植技术: 这些蔬菜水果的种植,是为了验证和改进在太空环境下,包括微重力、辐射、有限资源等条件下的植物生长技术,为未来长期太空任务(如前往火星)和太空定居奠定基础。
研究植物在太空的生理变化: 科学家会观察和研究植物在太空中的基因表达、生长发育模式、营养成分变化等,以了解生命在不同环境下的适应性。
提供心理慰藉: 亲手种植和食用新鲜食物,对于长期在封闭环境中的宇航员来说,是一种极大的心理支持,能够缓解思乡之情和压力。

6. 食用安全与风味:
安全性: 食用安全是首要条件,太空种植的蔬菜水果必须确保不含有害物质。
风味: 虽然不是最优先的考量,但好吃的食物能显著提升宇航员的生活质量。像番茄、辣椒这类能提供丰富风味的作物,在满足了其他硬性指标后,也会成为不错的选择。

总而言之,那些登上太空的蔬菜水果,是经过了严格的科学筛选和多维度评估的产物。它们不仅承载着为宇航员提供新鲜营养的使命,更是人类探索宇宙、实现太空自主生存的重要科学实验载体。每一次在太空成功收获的绿色蔬菜或鲜红果实,都代表着人类向着更广阔的星辰大海迈出了坚实的一步。

网友意见

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从1957年到1997年,人类发射了120颗空间生命科学卫星,搭载植物材料38次,其中苏联16次、美国14次、中国8次。现在市面上有太空育种改良的水稻、小麦、玉米、藜麦、大豆、红豆、芥菜、甜菜、青椒、辣椒、洋葱、芹菜、生菜、葫芦、黄瓜、冬瓜、南瓜、西瓜、丝瓜、苦瓜、茄子、苹果、橘子、西红柿、香蕉、荔枝、大枣、莲子/莲藕、火龙果、芒果、葡萄、沙棘、黑莓等农产品。这些东西在商品包装上通常会强调自己的太空身份。

  • 例如航育1号水稻株高降低、生长期缩短、增产5%~10%,华航1号水稻穗大、粒多、结实率高、增产10%,烟农5158小麦是烟航2号与烟农15杂交选育而成、为少有的可生产超白面粉的小麦品种。

“为什么选这些物种”在相关的论文里会吹上几句,但实际上没有什么系统化的“选拔标准”。

太空育种不具备特别的优势,育种结果和在地球上用辐射、化学药物之类诱导突变再人工筛选的区别有限,可用率约5%。二十一世纪以来,太空育种日渐式微。

  • 每一代种子在宇宙线影响下的存活率通常不到三分之二,较低辐射强度下产生突变的概率在0.05%到0.5%,较高辐射强度下产生突变的概率在3%到10%(此时死亡率更高,而其中有益突变的概率在1%到3%),一点变化都没有的种子很多;
  • 上述情况下所发生的突变里抗病能力增强、高产、早熟等人类想要的变异很少,总体上看减产、抗病能力减弱等不利于生产的突变更多;
  • 植物在太空受辐射刺激而发生的一些变化仅限一代(因为种子里突变的细胞可能在植株身上发育为茎、叶、根等部位,而不是生殖系统),在地球上再传代之后就恢复原状了,通常要传到第四代还具有稳定优势性状才能送审,国家审查还可能发现其不比现有良种更优秀而将其放弃。

在辐射诱变方面,地面上的实验室可以轻易获得更稳定、更适合需求的辐射环境。失重对农作物性状的影响太小。相比之下,建立一个有优良性状的太空育种品种的价格太贵(运送1千克植物种子到近地轨道并归还的成本在21世纪初约50万到100万人民币)。

此外,市面上的一些号称太空育种的植物实际上没有上过太空。

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