天宮二號(hào)將實(shí)驗(yàn)“太空上種莊稼”

　　15日發(fā)射成功的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，將開展十余項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。其中一項(xiàng)就是“太空上種莊稼”。

　　“天宮二號(hào)”上，航天員將參與高等植物的樣品回收。中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平受訪時(shí)說，航天員將在太空主要種植水稻、擬南芥等植物，以檢測空間微重力對(duì)生命活動(dòng)的影響，為以植物為基礎(chǔ)的空間生命生態(tài)保障系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以達(dá)到將來在空間站設(shè)立種植基地的遠(yuǎn)期目標(biāo)。

　　16日，在北京航天飛行控制中心精確控制下，天宮二號(hào)成功實(shí)施了兩次軌道控制，順利進(jìn)入在軌測試軌道。

　　15日發(fā)射成功的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，將開展十余項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。其中一項(xiàng)就是“太空上種莊稼”。中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平受訪時(shí)說，航天員將在太空主要種植水稻、擬南芥等植物。

　　為何選擇水稻和擬南芥？中科院上海生科院植物生理生態(tài)研究院高等植物專家鄭慧瓊表示，擬南芥和水稻是兩種具有代表性的、典型的受到光周期調(diào)控的植物。“目前對(duì)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(shí)別。水稻是中國人的主要食物來源，希望在未來可以推廣到太空生活中。”

　　長時(shí)間在太空的微重力環(huán)境下，宇航員會(huì)發(fā)生航天綜合征。中科院空間應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師趙光恒說，此次實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪菫榱搜芯恐参镌诳臻g環(huán)境如何健康生長。“我們希望能通過實(shí)驗(yàn)，未來讓航天員在空間長期駐留的過程中，能夠有菜吃、有飯吃，不需要全部從地面補(bǔ)給。”

　　在太空中種植植物，遠(yuǎn)比想象的要困難。在載荷有限的情況下，“天宮二號(hào)”既要滿足航天員生存的基本需要，還要滿足植物的生長要求。因此，和太空食品一樣，太空植物所需的土壤和水，也要“私人訂制”。

　　據(jù)高等植物培養(yǎng)箱設(shè)計(jì)專家張濤介紹，此次實(shí)驗(yàn)是以蛭石為土壤，鋪在一個(gè)長方形的盒子里，里面放入種子。“這不是一個(gè)簡單的盒子，里面功能很多，透氣不透水，防止微生物，水可以通過回收裝置循環(huán)利用等。”

　　此外，蛭石和種子只占據(jù)盒子四分之一的大小，其他部分則是為植物預(yù)留的生長空間。這個(gè)盒子將與儲(chǔ)液箱、控制箱等一起放入密閉培養(yǎng)箱，由“天宮二號(hào)”帶上太空。

　　張濤說，“天宮二號(hào)”入軌后，地面將發(fā)出上注指令，控制箱接收到衛(wèi)星發(fā)射的指令后，會(huì)把營養(yǎng)液注入土壤，種子獲得營養(yǎng)液后，實(shí)驗(yàn)正式啟動(dòng)。同時(shí)，培養(yǎng)箱里的光照系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)開始作用，為植物生長提供環(huán)境，箱內(nèi)的觀察相機(jī)也會(huì)對(duì)生長過程進(jìn)行持續(xù)觀測。

　　一切似乎都是按照程序自動(dòng)進(jìn)行的，那么航天員將會(huì)對(duì)植物的生長產(chǎn)生哪些作用呢？

　　“航天員在返回地球前，需要來到‘天宮二號(hào)’的特定區(qū)域，把高等植物培養(yǎng)箱外面的鎖緊機(jī)構(gòu)解開，拔出一個(gè)裝有在太空中生長擬南芥的容器，裝進(jìn)特制的布袋子里帶回地球供后續(xù)研究。”張濤說，取出容器之后，航天員還需要把解鎖機(jī)構(gòu)復(fù)原，因?yàn)槠渌参镞€要繼續(xù)在太空中生長。

　　解開、拔出、裝入、復(fù)原……這幾個(gè)看似簡單的動(dòng)作，航天員卻需要經(jīng)過多次訓(xùn)練，因?yàn)樵谖⒅亓Νh(huán)境下，行動(dòng)并沒有那么方便。“為了讓航天員能夠按照科學(xué)的方法帶回樣品盒，需要給航天員提供訓(xùn)練設(shè)備，提供培訓(xùn)教材，進(jìn)行實(shí)際操練。”鄭慧瓊說

　　當(dāng)然，這難不倒素質(zhì)過硬的航天員。他們表示，操作比較容易，還提出在太空植物培養(yǎng)方面，將來能夠做更高難度的參與。

　　未來，隨著中國空間站的建成，我國將執(zhí)行越來越多的航天任務(wù)，后續(xù)的試驗(yàn)也將涉及更多的植物種類。也許有一天，依靠自己種植的糧食和蔬菜，在不提供補(bǔ)給的情況下，航天員真的可以在太空中存活500天。文/新華社供圖/視覺中國

　　“五星太空之家”是如何煉成的？

　　9月15日，“天宮二號(hào)”成功發(fā)射升空。10月中下旬，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室將會(huì)在距離地面393公里的軌道高度上，與神舟十一號(hào)飛船交會(huì)對(duì)接，為航天員組建“太空之家”。

　　高智能“大腦”SpaceOS2

　　說起航天器的智能化“大腦”，人們總會(huì)聯(lián)想起無機(jī)質(zhì)的聲音、無處不在的自動(dòng)化裝置。有時(shí)，它們還會(huì)有性格，可愛或憂郁，是航天員們太空冒險(xiǎn)的“左膀右臂”。

　　拋開科幻小說和影視作品的“腦洞”，現(xiàn)實(shí)中，“天宮二號(hào)”的SpaceOS2操作系統(tǒng)絕對(duì)滿足你對(duì)“高智能”的想象。它可以自主地進(jìn)行航天器飛行軌道、姿態(tài)調(diào)整、運(yùn)行狀態(tài)的智能化診斷，以及遙測下傳、地面遙控指令的執(zhí)行。

　　SpaceOS2系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)“一心多用”。它能同時(shí)管理運(yùn)行幾十個(gè)任務(wù)，并具備著從三臺(tái)互為備份的計(jì)算機(jī)中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、下達(dá)正確指令的“三機(jī)容錯(cuò)”功能。這在真正意義上實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)計(jì)算機(jī)在故障時(shí)的無縫切換，為航天員在太空工作生活提供了有力的生命保障。

　　快速更換的“模塊”單元

　　在家千般好、出門萬事難。“天宮二號(hào)”在入軌中，就面臨著發(fā)射過程中高低溫交叉“冰火兩重天”、劇烈震動(dòng)的挑戰(zhàn)。萬一，艙內(nèi)的設(shè)施壞了怎么辦？答案是快速更換的“模塊”單元。特別是智能配電單元，承擔(dān)著整個(gè)艙內(nèi)的電力供應(yīng)，是確保生命安全的重要設(shè)施。“天宮二號(hào)”上首次采用了“插拔式”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在地面的模擬試驗(yàn)中，技術(shù)人員只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。

　　“多功能平臺(tái)”可折疊收納

　　“天宮二號(hào)”和“神舟十一號(hào)”合體后，這個(gè)太空“兩居室”該怎么分配呢？五院“天宮二號(hào)”總設(shè)計(jì)師朱樅鵬透露說，航天員吃飯、生活在神舟飛船內(nèi)，工作、娛樂及鍛煉身體在“天宮二號(hào)”內(nèi)，再加上單獨(dú)的睡眠區(qū)、垃圾存放區(qū)，組合體的空間被緊湊地格成了多個(gè)功能區(qū)。

　　跑步機(jī)、“動(dòng)感單車”……在“天宮二號(hào)”大約15立方米的工作、生活區(qū)里，這個(gè)專門供鍛煉身體用的地方叫“跑臺(tái)”。為了節(jié)約空間，它和工作用的“多功能平臺(tái)”都被巧妙地設(shè)計(jì)成折疊收納，以最大程度地利用空間。

　　與家人私密通話的“云插座”

　　私密、溫馨，是“太空之家”宜居的關(guān)鍵。從整體上看，“天宮二號(hào)”用米白、深灰和天藍(lán)色裝點(diǎn)：墻是米白色的，底部是深灰，工作臺(tái)等面板則是天藍(lán)色。多層次的顏色劃分，給人清爽的感覺。

　　值得一提的是，睡眠區(qū)里還增加了“云插座”，可供航天員與家人進(jìn)行私密通話。借助天地鏈路，航天員在軌時(shí)，不僅可以與地面視頻互動(dòng)，還能閱讀電子書或期刊、看電視新聞和比賽。設(shè)計(jì)人員還貼心配置了可以外放的音響設(shè)備。

　　暗藏玄機(jī)的“幕后衛(wèi)士”

　　目前，“天宮二號(hào)”生活區(qū)和儀器區(qū)的噪聲指標(biāo)，嚴(yán)格控制在了50分貝這一適宜的程度。秘訣就是“雙管齊下”：一方面降低噪音源頭，比如把設(shè)備分區(qū)安裝；一方面在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)上布置一些吸能環(huán)節(jié)，優(yōu)化了消聲裝置。

　　熱控系統(tǒng)和環(huán)控檢測裝置是密封艙空氣質(zhì)量的“雙保險(xiǎn)”。表面上看，熱控系統(tǒng)像我們熟知的家用空調(diào)一樣，保證密封艙的空氣在人體最舒適的區(qū)間：溫度22℃-24℃，相對(duì)濕度45%-55%。但其實(shí)，它最大的亮點(diǎn)在節(jié)能！

　　“天宮二號(hào)”的熱控系統(tǒng)堪稱節(jié)能標(biāo)兵：利用外太空的冷、密封艙內(nèi)儀器設(shè)備的熱，通過內(nèi)部、內(nèi)外循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了熱量的高效利用。以“天宮二號(hào)”的空間計(jì)算，正常的空調(diào)約需要1200瓦的功率，而熱控系統(tǒng)僅僅220瓦就搞定了！此外，環(huán)控檢測裝置將24小時(shí)不停地監(jiān)控二氧化碳、己醛等20多種有害氣體及有害微生物的濃度。一旦超過預(yù)警值，就會(huì)及時(shí)提示航天員處理。文/新華社

　　1.擬南芥和水稻是兩種具有代表性的、典型的受到光周期調(diào)控的植物

　　2.此次實(shí)驗(yàn)是以蛭石為土壤，鋪在一個(gè)長方形的盒子里，里面放入種子。這個(gè)盒子與儲(chǔ)液箱、控制箱等一起放入密閉培養(yǎng)箱，由“天宮二號(hào)”帶上太空

　　3.科學(xué)家在地面發(fā)出指令，控制箱接收到衛(wèi)星發(fā)射的指令后，會(huì)把營養(yǎng)液注入土壤，種子獲得營養(yǎng)液后，實(shí)驗(yàn)正式啟動(dòng)

　　4.航天員在返回地球前，需要把高等植物培養(yǎng)箱外面的鎖緊機(jī)構(gòu)解開，拔出一個(gè)裝有在太空中生長擬南芥的容器，裝進(jìn)特制的布袋子里帶回地球供后續(xù)研究

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