太空菜园：开启航天饮食新“食”光 太空种菜：为航天员打造“绿色家园”

本文围绕中国空间站的“太空菜园”展开，详细介绍了太空种植果蔬的意义、中国空间站空间植物栽培装置的研制情况，包括再生基质、水分/养分供应、光环境调控等方面，还阐述了在轨植物栽培操作及成果，展现了太空种植的重要价值和发展前景。

今天是植树节，在广袤的地球上，人们积极投身植树造林活动，为地球增添了一片片生机勃勃的绿意。而在遥远的中国空间站里，航天员们也没闲着，他们正努力打造着专属的“太空菜园”，为“太空之家”注入了一抹别样的生机与活力。不禁让人好奇，为什么要在太空种植果蔬类作物呢？这些太空蔬菜究竟种在哪里？又有哪些蔬菜已经实现了航天员自主种植与食用呢？今天，就让我们一起深入探究其中的奥秘。

太空种菜：既能吃，还能提供“情绪价值”

空间植物在受控生态生保系统中扮演着至关重要的角色。它就像一个多功能的小助手，不仅能够为航天员提供食物、氧气和净水，还能吸收二氧化碳，净化太空舱内的环境。更重要的是，在那相对封闭且枯燥的太空环境中，绿色植物能够缓解航天员的心理压力，给予他们心灵上的慰藉。

各国航天机构都对太空种植表现出了浓厚的兴趣。先后在太空中利用不同的栽培技术和方式栽培了40多种植物。他们广泛开展了空间微重力环境下的植物生长特性研究，还进行了植物栽培技术和食用安全性评价。经过不懈的努力，终于实现了航天员在轨食用自己培养的新鲜蔬菜这一目标。

△国际空间站中种植出来的辣椒

在太空种植作物，好处可不止能解决航天员的食物供应问题这么简单。它还为科学家们提供了一个绝佳的研究平台，有助于研究太空微重力等特殊环境对植物生长发育、生理生化等方面的影响。我国在这方面也取得了不少成果。曾先后利用卫星、神舟飞船和空间实验室，搭载了不同植物培养装置，开展了萝卜种子萌发，番茄和青菜开花，拟南芥和水稻开花等实验研究。在地面实验研究的基础上，利用天宫二号开展了莴苣在轨生长实验，验证了空间水分和养分供应等植物培养技术，为后续开展基于食物再生的空间植物培养奠定了重要基础。

△中国空间站内培养的小麦

打造“太空菜园”，给绿色植株建一个家

中国空间站的空间植物栽培装置（SVCF）可是科研人员们智慧的结晶。它的研制经历了再生栽培基质的筛选和制备、水分/养分主动供应、LED光环境调控、功能单元的模块化设计与研制，以及系统集成与调试、植物全周期栽培验证等一系列复杂的步骤。

△再生基质块

通过栽培实验结果表明，再生基质就像是植物的“超级保姆”。它可以满足不同类植物根系的生长需求，有效容纳并支撑根系，在导水材料与植物根系之间有效传递水分，存储并按需释放果蔬植物需要的养分，为其提供足量的氧气。

△再生基质培养的生菜和番茄

水分/养分主动供应

在水分供应方面，SVCF有着一套独特的路径。水分从供水袋出发，经过供水泵的推动，来到供水盘，再进入栽培杯，接着通过导水介质到达基质块，最终被植物根系吸收。其中，供水袋到栽培杯通过供水泵主动供应，栽培杯到植物根系则通过毛细力传输。同时，采用吸水材料、棉绳和栽培基质三级导水结构有效导水，保证根系能接触到足够空气。

△控释肥

LED光环境调控

植物对可见光的吸收主要集中在红光和蓝光区域。SVCF的灯板组件就像是植物的“专属阳光房”，它可提供植物生长所需的光照。采用红、蓝、白三种颜色LED灯珠，不仅满足了几种果蔬类植物生长发育需求，还提高了能源的利用率。红光和蓝光作为光合作用的能量来源，白光包含全波段可见光，可发挥其他单色光的调控作用。

△SVCF系统组成

光照通风模块

这个模块就像是植物生长的“小空调”和“小风扇”，它可为植物生长提供合适的光质、光强和光周期，同时能够通风散热，促进栽培区内外空气循环。

生长模块

生长模块位于光照通风模块和栽培盘之间，它就像是一个“智能调节器”，用于调节植物和LED灯之间的距离，并为植物提供一定的封闭空间，维持一定的温湿度。

栽培盘模块

栽培盘模块则是植物根系的“温馨小窝”，它用于提供植物根系所需的结构支撑与生长空间、充足的水分和养分等。

测量模块

测量模块就像是一个“超级小卫士”，用于测量栽培基质环境和大气环境参数。它主要由水分测量仪和二氧化碳测量仪组成，水分测量仪主要测量栽培基质中的含水量、电导率和温度参数，以此作为基质中水分、养分状况的参考和依据；二氧化碳测量仪主要在通风停止并关闭各个对外接口时，测量密闭栽培室内大气中的二氧化碳浓度，以此计算一定时间内植株的光合速率。

收获颇丰、硕果累累的“太空菜园”

在轨植物栽培操作可是一项系统工程，主要包括装置在轨组装与调试、植物培养管理、果蔬采摘和样品采集等。植物培养管理更是涵盖了基质块装填、水分供应、播种、间苗、定植、追肥、授粉（番茄），以及植物换茬培养相关的基质撤收等工作。

△“生菜王”生菜

△“红蕾”樱桃番茄

航天员乘组全程参与了生菜和樱桃番茄的培养与管理。他们不仅采摘并食用了生菜叶片和樱桃番茄果实，还通过鲜活的绿色环境和适度的植物栽培操作，调节了自身情绪和心理状态。

△航天员乘组在轨采摘并食用生菜

此外，樱桃番茄果实收获后进行留种并随飞船下行，在地面开展了樱桃番茄种子第二代培养试验，并与在轨培养的第一代樱桃番茄进行了对比分析。

中国空间站的“太空菜园”意义非凡。它不仅为航天员提供了新鲜的食物，更为后续持续开展多类果蔬在轨培养技术的验证和生产奠定了重要技术基础。随着在轨植物栽培技术的不断进步，未来航天员乘组的太空生活将更加绿意盎然，“植”得期待！

本文详细介绍了中国空间站“太空菜园”的相关情况，包括太空种植的意义、栽培装置的研制及各模块功能，还有在轨栽培操作和取得的成果。展示了我国在太空种植领域的努力和成就，“太空菜园”为航天员生活和后续研究提供了重要支持，未来前景值得期待。