農業,自古以來都為民生的根本。
如何在有限的土地上種植更多農作物,或是從不可能的種植地上讓種子發芽,向來都是重要的民生課題。
而在外太空培育植物,不僅是探索宇宙生存邊界的重要起始,更是實現深空探測長期駐留、構建閉環生態系統的關鍵基礎。中國對太空種菜的探索始於20世紀80年代,歷經數十年深耕,從早期的種子搭載誘變,逐步邁向在軌全週期栽培的穩定突破,書寫了太空農業領域的獨特篇章。
1987年8月5日,大陸第九顆返回式衛星首次搭載小麥、水稻、青椒等百餘個品種的農作物種子進入太空,正式拉開航天育種探索的序幕。這一階段的核心任務,是利用太空微重力、宇宙射線等特殊環境誘導種子基因變異,待種子返回地面後開展系統選育研究,為後續在軌種植積累了寶貴的基礎數據。隨著技術不斷升級,2016年迎來首次重大突破,中國航天員科研訓練中心研發的第一代空間植物培養裝置,在天宮二號成功開展生菜在軌培養試驗,這是中國首次在太空人工栽培蔬菜,順利驗證了空間水分和養分供應等核心技術,為後續研究鋪平了道路。
2022年至今,中國太空種菜進入全週期培育與規模化探索的新階段。當初大陸在空間站開展為期120天的水稻全生命週期培育實驗,在國際上首次在軌道上完成水稻從種子到種子的完整生長過程,成功收穫59粒太空水稻種子。與此同時,科研人員利用空間站空間植物栽培裝置,先後在軌培育生菜、櫻桃番茄和小麥等多種植物,不僅實現了多品種全週期培養,更讓航天員成功在軌採摘並食用,驗證了太空種植蔬菜的安全性。升級後的第二代栽培裝置「太空菜園」,更實現了輪番、多批次種植,為大規模太空種植奠定了堅實基礎。
截至2025年,中國空間站「太空菜園」已取得豐碩成果。在問天實驗艙先後開展3種生菜和1種櫻桃番茄的栽培實驗,均實現從種子播種到收穫的全週期生長。航天員不僅成功採摘食用了生菜葉片和櫻桃番茄果實,驗證了太空種植蔬菜的食用安全性,還通過照料植物、接觸綠色環境,有效調節了在軌心理狀態,發揮了獨特的「情緒價值」。此外,櫻桃番茄果實收穫後留種並隨飛船下行,開展地面第二代培養試驗,通過與在軌第一代對比分析,進一步深入研究太空環境對植物遺傳特性的影響。
中國在外太空種菜的探索,不僅具有重要的科學價值,更蘊含著廣闊的應用前景。在科學研究層面,通過在軌實驗,科研人員得以深入研究微重力、弱地磁等太空環境對植物生長發育、生理生化、遺傳變異的影響,為空間生物學研究提供核心數據;與此同時,植物通過光合作用吸收二氧化碳、釋放氧氣,通過蒸騰作用實現水淨化,這一過程驗證了其在受控生態生保系統中的關鍵作用,為構建閉環式太空生態系統奠定了基礎。
在應用推廣方面,隨著技術不斷成熟,太空種植將為月球基地、火星探測等深空任務提供新鮮食物、氧氣和淨水保障,有效降低物資補給依賴,延長航天員駐留時間。而太空育種培育的高產、抗逆、優質品種,更為地面農業發展注入強大動力,目前中國已通過航天誘變培育800多個新品種,創造經濟效益超3000億元,在緩解耕地壓力、助力鄉村振興中發揮了重要作用。
值得一提的是,「太空在軌種植」和「航天育種」可不能混為一談。
前者是讓植物在太空裡「安家落戶」長成全株,後者是送種子上太空「鍛鍊升級」再回地面選育。這兩項技術一個深耕太空「菜園」,一個反哺地球農田,可謂是「雙劍合璧」。
用吃與種植來做太空探索的一環、嘗試培養成太空站中特殊的民以食為天的風景,或許在不久的將來,『種上天』不會只是一小部分人的口號與執行,而是地球上的人類賴以生存方式之一與進步的路程。
