電影《火星救援》中，太空人馬克·沃特尼被困火星，依靠種植土豆獲取食物，駐留火星500多天……
▲圖為電影《火星救援》裡面的種菜場景。
這個只出現在科幻電影裡的經典橋段，如今正在現實中逐漸走入視野。
如何在太空種菜種糧，還能開花結果?
我們有天宮二號！
科研人員成功地通過地面遙控，對在太空中的培養箱進行溫控和澆水，啟動了擬南芥和水稻生長，並順利開花結果。
中國載人航天工程總設計師周建平：
航天員在太空主要種植水稻、擬南芥等植物，以檢測空間微重力對生命活動的影響，為以植物為基礎的空間生命生態保障系統奠定技術基礎，以達到將來在空間站設立種植基地的遠期目標。
為何選擇水稻和擬南芥？
中科院上海生科院植物生理生態研究院高等植物專家鄭慧瓊：
擬南芥和水稻是兩種具有代表性的、典型的受到光周期調控的植物。目前對於擬南芥生產發育和基因表達情況非常清楚，如果在空間生長過程中發生變化，很容易識別。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。
在太空中種莊稼可不比在地球，地球上的生命都是在1G的重力環境下進化而來，微重力環境將是太空種植面臨的一大挑戰。
此前在和平號空間站進行的植物培養試驗，植物雖然能夠生存，但不能健康生存。
▲圖為高等植物培養箱。
太空中的植物如何獲取土壤和水？
在太空中種植植物，遠比想像的要困難。在載荷有限的情況下，「天宮二號」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「私人訂製」。
高等植物培養箱設計專家張濤：
此次實驗是以蛭石為土壤，鋪在一個長方形的盒子裡，裡面放入種子。這不是一個簡單的盒子，裡面功能很多，透氣不透水，防止微生物，水可以通過回收裝置循環利用等。
▲圖為太空生長盒。
此外，蛭石和種子只佔據了盒子四分之一的大小，其他部分則是為植物預留的生長空間。這個盒子與儲液箱、控制箱等一起放入密閉培養箱，由「天宮二號」帶上太空。
「天宮二號」入軌後，地面發出上注指令，控制箱接收到衛星發射的指令後，會把營養液注入土壤，種子獲得營養液後，實驗正式啟動。同時，培養箱裡的光照系統和溫度控制系統開始作用，為植物生長提供環境，箱內的觀察相機也會對生長過程進行持續觀測。
航天員對植物的生長產生哪些作用？
航天員在返回地球前，需要來到『天宮二號』的特定區域，把高等植物培養箱外面的鎖緊機構解開，拔出一個裝有在太空中生長擬南芥的容器，裝進特製的布袋子裡帶回地球供後續研究。取出容器之後，航天員還需要把解鎖機構復原，因為其他植物還要繼續在太空中生長。
▲圖為高等植物培養實驗室模擬圖。
解開、拔出、裝入、復原……這幾個看似簡單的動作，航天員卻需要經過多次訓練，因為在微重力環境下，行動並沒有那麼方便。
未來，隨著中國空間站的建成，我國將執行越來越多的航天任務，後續的試驗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，在不提供補給的情況下，航天員真的可以在太空中存活500天。
來源：新華社、搜狐網、譚老師地理工作室
圖片來源：中國科學院、中國科學院空間應用工程與技術中心
監製：李飛；編輯：張健楠 孫菁