为满足空间站中植物生长对光照、养料、水分、空气等特定需求,中国电科48所(下称48所)为该太空栽培装置研制了专业的控制组件,让植物可以尽享“日光浴”。
“基于脉宽调制技术和光谱融合技术,通过我们的控制组件,栽培装置就能根据不同植物不同生长阶段对光照条件的喜好,实现'私人订制'。”技术专家表示,48所研制的控制组件主要由照明灯板、风机、散热风扇和微型自吸式回圈泵组成。
而构成该组件的每个零部件“各司其职”,照明灯板可为植物生长提供稳定且持续的光源;风机能够保持培养箱内部的空气流动,使二氧化碳浓度维持在最合适的范围,更好提升植物光合作用效率;散热风扇可持续为照明灯板降温,控制灯板温度以延长使用寿命;微型自吸式回圈泵和供水管网在精密定时电路的控制下,能够将养分和水分即时精准送达到每株植物根系的指定部位。
经过多次三维建模和优化设计,组件内各个零部件实现高度集成,以适应太空栽培装置近乎苛刻的外形尺寸要求,用精湛的技术助力“太空菜园”喜获丰收。
高效运作的背后,是研发成员与时间的赛跑。
“器件要严格质保”“鉴定试验时长近20天”时间紧、任务重,从接到任务起,研发成员兵分多路,将调研、物资采购、产品研制和试验验证等多项工作同时排开。最终,仅用80天就完成了从“0到1”的技术突破,实现了正样产品的正式交付,并随着天舟六号货运飞船的顺利发射,将搭载该组件的太空栽培装置送上太空,开启了空间站植物栽培工作,目前已稳定运行近4个月。
据介绍,未来48所将深入探索太空植物栽培技术,为苍茫太空增添一抹绿色,继续为建设“太空菜园”贡献电科力量。
据悉,“太空菜园”植物生长所需要的二氧化碳、温湿度和氧气等气体环境和舱内太空人基本一致,植物种植操作简单,便于照料。太空人还可按个人喜好将该装置任意摆放在舱内有光照的地方,为自己的工作生活环境增添一抹绿意。这次种植的生菜得到科学配置的光照和水分,在太空环境下也长势喜人。
在神舟十一号、神舟十四号任务期间,已有多位太空人体验过当“太空菜农”的感觉,并成功种植过生菜、小麦、水稻和拟南芥。神舟十一号任务中,太空人完成了生菜播种、培育、收割的全过程,神舟十四号太空人在中秋节当天还吃上了太空种植的新鲜蔬菜。未来,“太空菜园”将不仅为太空人提供食物、氧气和水,作为空间实验平台,还将对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发挥作用◆