宇宙旅行に行く前に、野菜を育てる技術を学んでみませんか?

CCTVニュース：4月26日に中国の宇宙ステーションに入った時から今日（5月26日）まで、神舟18号の乗組員は丸1か月間、軌道上で作業と生活を行ってきました。野菜を育てたり、魚を飼育したり、実験や測定、掃除、運動をしたりと、宇宙での生活は充実しています。

ウェンティアン実験モジュールでは、宇宙飛行士の李聡が緑の植物を丁寧に世話している。出典: CCTVニュース

宇宙探査の限界は常に拡大しています。これまでの宇宙繁殖から今日の宇宙植林に至るまで、あらゆる段階で人類の技術の急速な発展と未知の領域への勇敢な探査が目撃されてきました。

宇宙育種とは、種子を宇宙に持ち込み、宇宙の特殊な環境にさらして突然変異を起こさせ、地球に戻ってから植え、栽培し、選抜することを指します。たとえば、通常の植物の種子を衛星キャビンに置くことができます。衛星は地球から200～400キロメートル上空の宇宙を飛行するため、強い宇宙線、微小重力、高真空などの影響を受け、遺伝子の変化が起こり、特大のカボチャやピーマンなどを栽培できるようになるかもしれない。しかし実際には、大きいというのは宇宙で育つ作物に対する私たちの固定観念に過ぎない。その真の目的は、選抜と試験栽培を通じて、高収量かつ高品質の新しい作物品種を栽培することです。突然変異はランダムであることが多く、良い場合も悪い場合もあるため、育種プロセスでは通常、短い成長、倒伏抵抗性、大きな穂、高収量などの特定の優れた形質の安定した継承と発現を確実にするために、数世代にわたる植え付けと栽培、および複数の場所での試験的な植え付けが必要になります。宇宙繁殖の究極の目標は、おそらく地球だけに焦点を当てるのではなく、将来的には空飛ぶ農場を建設することでしょう。

当然、空飛ぶ農場で野菜や作物を育てることになります。宇宙農業の利点は明らかであり、その第一は食糧源である。結局のところ、宇宙に運ぶことができるペイロードの重量には制限があります。必要な機器や装置を搭載するだけでなく、打ち上げコストと費用対効果も考慮する必要があります。確かに無制限に食料を持ち運ぶのは不可能です。たとえ十分な食料を携行したとしても、長期間の宇宙旅行や基地建設の際には、長期間の保存により食料の味や栄養価は低下し続けます。もちろん、そのほとんどは缶詰やフリーズドライ食品であり、当然ビタミンはほとんど含まれていません。したがって、宇宙旅行中に新鮮な果物や野菜を食べることができたら幸せでしょう！野菜を栽培することで、持続可能かつ新鮮な方法でこれらのニーズを満たすことができます。

植物は食物であるだけでなく、酸素を生成し、二酸化炭素を吸収することもできます。宇宙では、これらは食事と同じくらい、あるいはそれ以上に重要です。緑の植物は光の照射下で二酸化炭素と水を有機物に変換し、酸素を放出できることが知られています。これが光合成です。生成された酸素は宇宙飛行士の呼吸に使用でき、吸収された二酸化炭素は圧力を下げ、物質吸着を通じて客室内の二酸化炭素濃度を低下させます。まさに一石二鳥ですね！さらに、宇宙飛行士の注意深い栽培により、新たな生命が徐々に芽生え、成長し、実を結びます。これは本当にストレス解消と癒しになります。母なる地球から離れて長期間旅をする宇宙飛行士にとって、これは本当に素晴らしい仕事です!

宇宙で野菜を栽培するには、光、水、空気など、植物の成長と発育に必要ないくつかの条件を満たす必要があります。

安定した必要な照明を作成するにはどうすればよいでしょうか?従来の方法によれば、閉鎖された環境で太陽光をシミュレートし、植物の成長を刺激できる条件を実現するために、600〜1000ワットの電球が必要です。しかし、そのような装置や方法は電力を消費しすぎるため、宇宙では実現できません。研究が進むにつれ、科学者たちは光合成の際には植物の成長に太陽の光のすべてが必要なわけではなく、赤色光と青色光が非常に重要であることを発見しました。したがって、低エネルギーでスペクトルを調整できる LED ライトが適切な選択です。青、赤、緑のLEDを適切な割合で配置した光源は、まさに宇宙植栽に最適な「小さな太陽」と言えます。なぜまだ青信号が点灯しているのですか?視覚効果を高めるために緑色の光が追加されます。赤、青、緑で構成されたピンク色は、植物の成長を観察するのに適しています。また、緑色の光は植物の果実をより良く成長させ、より美しく、より食欲をそそるとも言われています。

微小重力環境で、植物の根に水を正確に供給し、水浸しにならずに十分な水が確実に得られるようにするにはどうすればよいでしょうか?科学者たちはまた、植物の成長を助けるために根の部分に水と空気を供給する水耕栽培法も開発しました。我が国の栽培経験を踏まえ、栽培培地としてバーミキュライトを選択しました。バーミキュライトは水を非常によく吸収する鉱物です。水は均一に伝導され、重力の影響をほとんど受けません。地上に植物が育つときに土の代わりに使用できます。植物の健全な成長を確実にするために、必要に応じて水、栄養素、空気を注入することができます。また、バーミキュライトは密度が低く軽量なので、簡単に空に運ぶことができます。

野菜を育てることは、将来の長期有人宇宙活動や深宇宙探査に欠かせないスキルであることがわかります。また、宇宙での植物の成長の法則をより正確に把握し、植物の成長に適した宇宙環境をシミュレートして構築し、宇宙カプセル、宇宙ステーション、さらには月面基地や火星基地でより多くの種類と量の植物を栽培して、真の持続可能性を実現するためには、さらなる研究と実験が必要です。