论文部分内容阅读
目前世界各国利用正在建设中的α国际空间站进行的太空植物试验研究，其最终目的在于要使宇宙飞船最终成为“会飞的农场”。
在地球之外的太空中，存在着太多的未知，因为被这种神秘的魅力所吸引，人类在漫长的岁月中从未间断对太空的探索，空间科学便如此诞生、发展。在北京神州绿鹏农业科技公司，前来做技术交流的俄罗斯自然科学院和国际宇航科学院院士、俄罗斯科学院生物化学物理研究所首席科学家涅奇泰洛·加琳娜这样给我们解释空间科学的意义：“太空的环境可以对很多技术产生影响，像生物学领域、材料领域。比如晶体材料在空间中会出现新晶体，其他材料在空间中也会出现新的材料。植物在太空中生长的情况也与地面不同，太空中很多东西会变得跟地面上不一样。”
中国空间技术研究院航天工程育种专家刘敏教授（左一），与俄罗斯自然科学院和国际宇航科学院院士涅奇泰洛·加琳娜（左二）。
打开太空之门
半个世纪前，在航天事业的竞技中，真正的参与者还只有美国与苏联。1955年，美国宣布要在1957年至1958年期间发射“尖兵号”地球人造卫星，当时没有人怀疑美国的能力和信心。而1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星由发射成功，前苏联在于美国的较量中赢得头阵。稍后，前苏联又日夜兼程，在一个月之后，把一只名为莱卡的小狗送入太空。这次实验的目的是用莱卡来测试生物是否能在空间生存。莱卡身上连接着测量脉搏、呼吸、血压的科学仪器，通过无线数据传送回地面。为了使密封舱空气保持新鲜，还安装了空气再生装置和处理粪便的排泄装置。此外，舱里还设有一天3次的自动喂食装置，时间一到，信号灯就亮起，通知小狗用餐。遗憾的是，由于卫星无法回收，莱卡在密封舱里生活了一个星期完成了全部实验任务后，只有让它服毒自杀，这一行为在当时引起了动物保护组织的抗议。
1960年8月19日，前苏联宇宙飞船2号顺利地将两只狗从空间轨道回收。第二年又连续两次进行了同样的实验，获得成功，至此，前苏联的演习接近尾声，载人航天的序幕即将拉开。
在与前苏联的较量中，美国的运气一直不佳。美国的动物上天实验比前苏联开展得还要早。从1948年开始，美国就用火箭装载猴子和老鼠进行试验，一连4次遭遇失败。直到三年后，美国才第一次成功地回收了一只猴子和11只老鼠。从1958年开始，美国设计了与前苏联抗衡的“水星”计划，想要抢先把人类送入太空。这个计划共进行了15次飞行试验，其中六次失败，两次载猴子，一次载猩猩成功。
1961年4月12日，前苏联发射了世界上第一艘“东方号”载人飞船，航天员加加林在人类历史上首次进入太空绕地球飞行了108分钟，开创了人类载人航天的新纪元，这一天后来被定为“载人空间飞行国际日” 。
接二连三的打击让美国越挫越勇，他们要在登月计划上打败前苏联，终于得偿所愿。1969年7月21日，阿波罗Ⅱ号登月飞船成功在月球上着陆，航天员阿姆斯特朗和奥尔德林踏上月球，人类第一次“踩”到了其他星球上。
俄罗斯航天育种专家在神舟绿鹏农业科技有限公司的实验室。
在太空中种出食物
太空是神秘而且危险的地方，缺乏人类赖以生存的自然环境，并存在着变幻莫测的其他因素。因此，要进入太空进而飞得更远，首先需要解决的难题就是补给，比如燃料、氧气、食物等物资。
食物是人生存的必须品，要在太空中存活更长时间，就必须找到在太空中自给自足的方法。空间生物学研究的主要方向就是为了宇航员的食物补给，通俗地说，就是要在太空中种出供宇航员食用的植物，从而保证断绝地球食物供应后，宇航员仍能在太空生存。
前苏联在Zond5和Zond6月球探测器、“礼炮7号”空间站和Kosmos1887生物卫星上分别搭载大麦、拟南芥和生菜的种子，研究空间辐射和飞行因子对植物遗传发育和染色体变异的影响。大量研究证实，空间环境对植物种子萌发与生长的影响具有普遍性，空间宇宙粒子和微重力等综合因素可引起植物遗传变异。
俄罗斯后来则将研究重点转移到空间植物栽培研究。让植物在太空中存活、生长是加琳娜的主要研究方向。她介绍说：“我长期做的工作是筛选空间植物，比如生菜、土豆、豌豆，检测这些植物在空间站的生长能力，选择那些适合在空间站生长，并且让宇航员食用的植物。我在陆地上指导宇航员在空间站对植物培育和筛选。俄罗斯在空间科学的研究，或者空间生物学的研究主要针对为宇航员提供食物，这也是世界研究的主流。”
加琳娜曾在“礼炮7号”空间站上完成了拟南芥个体发育周期，在“和平号”空间站上完成了小麦从种子到种子的生长试验，2007年9月Foton-M3发射，实施了俄罗斯3项、欧洲航天局（ESA）16项生命科学实验，并在国际空间站上完成了豌豆的连续世代循环栽培。除此之外，俄罗斯等国在“和平号”空间站成功种植超矮小麦、白菜和油菜等植物。
拟南芥的种植成功是一次突破性的胜利。加琳娜介绍，宇航员栽培的拟南芥在太空播种56天后开花，第69天结籽，收获了200粒种子。“最初我们在空间站种过豌豆、小麦，但是拟南芥是第一个成功地进行了从种子到种子生命周期的培育，这在全世界也是首例。”
1981年，美国“哥伦比亚”号航天飞机第3次升空，座舱里也携带了一个小型温室。里面放了85根试管，每根试管里有一枚向日葵种子，还有一些中国的绿豆和植物种子。温室里有一盏太阳灯，每天连续照射14小时，模仿地面日照。试验结果显示，96株硬松、燕麦和绿豆的种子发芽。
在地球之外的太空中，存在着太多的未知，因为被这种神秘的魅力所吸引，人类在漫长的岁月中从未间断对太空的探索，空间科学便如此诞生、发展。在北京神州绿鹏农业科技公司，前来做技术交流的俄罗斯自然科学院和国际宇航科学院院士、俄罗斯科学院生物化学物理研究所首席科学家涅奇泰洛·加琳娜这样给我们解释空间科学的意义：“太空的环境可以对很多技术产生影响，像生物学领域、材料领域。比如晶体材料在空间中会出现新晶体，其他材料在空间中也会出现新的材料。植物在太空中生长的情况也与地面不同，太空中很多东西会变得跟地面上不一样。”
打开太空之门
半个世纪前，在航天事业的竞技中，真正的参与者还只有美国与苏联。1955年，美国宣布要在1957年至1958年期间发射“尖兵号”地球人造卫星，当时没有人怀疑美国的能力和信心。而1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星由发射成功，前苏联在于美国的较量中赢得头阵。稍后，前苏联又日夜兼程，在一个月之后，把一只名为莱卡的小狗送入太空。这次实验的目的是用莱卡来测试生物是否能在空间生存。莱卡身上连接着测量脉搏、呼吸、血压的科学仪器，通过无线数据传送回地面。为了使密封舱空气保持新鲜，还安装了空气再生装置和处理粪便的排泄装置。此外，舱里还设有一天3次的自动喂食装置，时间一到，信号灯就亮起，通知小狗用餐。遗憾的是，由于卫星无法回收，莱卡在密封舱里生活了一个星期完成了全部实验任务后，只有让它服毒自杀，这一行为在当时引起了动物保护组织的抗议。
1960年8月19日，前苏联宇宙飞船2号顺利地将两只狗从空间轨道回收。第二年又连续两次进行了同样的实验，获得成功，至此，前苏联的演习接近尾声，载人航天的序幕即将拉开。
在与前苏联的较量中，美国的运气一直不佳。美国的动物上天实验比前苏联开展得还要早。从1948年开始，美国就用火箭装载猴子和老鼠进行试验，一连4次遭遇失败。直到三年后，美国才第一次成功地回收了一只猴子和11只老鼠。从1958年开始，美国设计了与前苏联抗衡的“水星”计划，想要抢先把人类送入太空。这个计划共进行了15次飞行试验，其中六次失败，两次载猴子，一次载猩猩成功。
1961年4月12日，前苏联发射了世界上第一艘“东方号”载人飞船，航天员加加林在人类历史上首次进入太空绕地球飞行了108分钟，开创了人类载人航天的新纪元，这一天后来被定为“载人空间飞行国际日” 。
接二连三的打击让美国越挫越勇，他们要在登月计划上打败前苏联，终于得偿所愿。1969年7月21日，阿波罗Ⅱ号登月飞船成功在月球上着陆，航天员阿姆斯特朗和奥尔德林踏上月球，人类第一次“踩”到了其他星球上。
在太空中种出食物
太空是神秘而且危险的地方，缺乏人类赖以生存的自然环境，并存在着变幻莫测的其他因素。因此，要进入太空进而飞得更远，首先需要解决的难题就是补给，比如燃料、氧气、食物等物资。
食物是人生存的必须品，要在太空中存活更长时间，就必须找到在太空中自给自足的方法。空间生物学研究的主要方向就是为了宇航员的食物补给，通俗地说，就是要在太空中种出供宇航员食用的植物，从而保证断绝地球食物供应后，宇航员仍能在太空生存。
前苏联在Zond5和Zond6月球探测器、“礼炮7号”空间站和Kosmos1887生物卫星上分别搭载大麦、拟南芥和生菜的种子，研究空间辐射和飞行因子对植物遗传发育和染色体变异的影响。大量研究证实，空间环境对植物种子萌发与生长的影响具有普遍性，空间宇宙粒子和微重力等综合因素可引起植物遗传变异。
俄罗斯后来则将研究重点转移到空间植物栽培研究。让植物在太空中存活、生长是加琳娜的主要研究方向。她介绍说：“我长期做的工作是筛选空间植物，比如生菜、土豆、豌豆，检测这些植物在空间站的生长能力，选择那些适合在空间站生长，并且让宇航员食用的植物。我在陆地上指导宇航员在空间站对植物培育和筛选。俄罗斯在空间科学的研究，或者空间生物学的研究主要针对为宇航员提供食物，这也是世界研究的主流。”
加琳娜曾在“礼炮7号”空间站上完成了拟南芥个体发育周期，在“和平号”空间站上完成了小麦从种子到种子的生长试验，2007年9月Foton-M3发射，实施了俄罗斯3项、欧洲航天局（ESA）16项生命科学实验，并在国际空间站上完成了豌豆的连续世代循环栽培。除此之外，俄罗斯等国在“和平号”空间站成功种植超矮小麦、白菜和油菜等植物。
拟南芥的种植成功是一次突破性的胜利。加琳娜介绍，宇航员栽培的拟南芥在太空播种56天后开花，第69天结籽，收获了200粒种子。“最初我们在空间站种过豌豆、小麦，但是拟南芥是第一个成功地进行了从种子到种子生命周期的培育，这在全世界也是首例。”
1981年，美国“哥伦比亚”号航天飞机第3次升空，座舱里也携带了一个小型温室。里面放了85根试管，每根试管里有一枚向日葵种子，还有一些中国的绿豆和植物种子。温室里有一盏太阳灯，每天连续照射14小时，模仿地面日照。试验结果显示，96株硬松、燕麦和绿豆的种子发芽。