国際初！中国の宇宙ステーションが米の種を栽培、「宇宙の種」が北京に到着

12月4日、有人宇宙船「神舟14号」の帰還カプセルが東風着陸地点に無事着陸した。有人宇宙ステーションからキャビンとともに降下した宇宙科学実験サンプルの第3バッチは、生物サンプル保冷パック3個と容器なしサンプルバッグ1個を含め、着陸地点の宇宙応用システムに届けられました。

画像提供：中国科学院分子植物科学卓越センターおよび中国科学院宇宙応用センター。

このサンプル一式は5日に中国科学院宇宙応用工学技術センターに無事輸送された。返却されたサンプルは検査され、無傷であることが確認された後、関係する実験科学者に無事引き渡されました。これには宇宙で120日間栽培・生育された米の種子が含まれており、軌道上で採取された世界初の米の種子です。

宇宙で初めて稲の種子が栽培される

米は人類の主な食用作物であり、将来の有人深宇宙探査の生命維持システムの主な候補食用作物でもあります。宇宙の微小重力を利用して稲を育てることは、宇宙植物学研究の重要な方向の一つです。種子は人間の食料であるだけでなく、次世代の植物を繁殖させるための媒体でもあります。人類が宇宙で長期間生存したいのであれば、植物が宇宙で世代交代を完了できることを保証しなければなりません。

これまで、宇宙でシロイヌナズナ、菜種、エンドウ豆、小麦の「種から種へ」の栽培は完了していただけだった。中国の宇宙ステーションでは、「微小重力環境下における高等植物の開花制御の分子メカニズム」プロジェクトがイネとシロイヌナズナという2つの植物を対象としています。

神舟14号の乗組員が軌道上に滞在している間、イネとシロイヌナズナの種子は、7月29日の実験開始のための栄養液の注入から11月25日の実験終了まで、中国の宇宙ステーションで120日間の宇宙栽培と成長を経て、種子の発芽、苗の成長、開花、播種を含む「種子から種子まで」の発育プロセス全体を完了した。これは、稲のライフサイクル全体を完了した世界初の栽培実験です。

期間中、宇宙飛行士は、穂ばらみ段階のイネのサンプル、開花段階のシロイヌナズナのサンプル、イネとシロイヌナズナの種子の成熟サンプルなど、軌道上で3回サンプルを収集しました。採取後、開花期または穂ばらみ期のサンプルはマイナス80℃の低温貯蔵庫に保管し、種子成熟期のサンプルは4℃の低温貯蔵庫に保管します。

軌道上の米とシロイヌナズナの実験サンプルは、3つの生物サンプル保冷バッグに詰められ、宇宙船とともに地球に持ち帰られました。その後、科学者たちは返送されたサンプルに対して分子生物学、細胞学、代謝およびその他の関連分析を実施する予定。検出・分析研究を通じて、宇宙微小重力がシロイヌナズナやイネに与える影響の法則や分子基盤を解析し、宇宙環境に適応できる作物のさらなる創出や宇宙微小重力環境資源の開発・活用に向けた理論的根拠を提供します。

宇宙では稲の開花が早まる

宇宙での稲の栽培は科学研究者の注目の的となっている。宇宙ステーションの微小重力環境で栽培される米の多くの農業特性は、地上のものと異なります。

植物の種類は空間的に緩くなり、矮性稲は低くなり、背の高い稲の高さには大きな影響はありません。宇宙での稲の開花時期は地上よりも若干早いが、実りの時期は10日以上延びる。ほとんどの小穂は閉じることができません。開花時期と穎花の閉鎖は、植物の十分な生殖成長を確保し、高収量で高品質の種子を得る上で重要な役割を果たします。研究者らは返却されたサンプルをさらなる分析に利用する。

さらに、宇宙飛行士たちは宇宙ステーション内で再生米の実験も行い、再生米の種子も入手した。稲刈りからわずか20日後には、2本の稲穂が再生しました。研究者たちは、これが宇宙作物の効率的な生産のための新たなアイデアと実験的証拠をもたらすと信じている。この技術は、単位体積あたりの米の収穫量を大幅に増やすことができ、国際的に宇宙で試みられた初の再生米技術でもあります。

シロイヌナズナも宇宙で開花に成功しました。研究者らは初めて、宇宙生物時計を通じて光周期開花を制御する重要な遺伝子を研究した。返還された物質は、将来、シロイヌナズナの宇宙環境への適応の分子基盤の詳細な分析にさらに利用される予定です。

コンテナレス材料試験キャビネットの安定稼働

今回返却された無容器サンプルバッグには、無容器材料実験サンプルが4箱入っています。これらは、宇宙ステーションの無容器材料実験キャビネット内で微小重力環境下で行われた実験によって生成されたサンプルです。

コンテナレス材料実験キャビネットは、中国初の実験施設であり、軌道上での運用に成功した世界で2番目の実験施設です。これまでに590日以上の軌道上安定運用を達成し、7箱の材料サンプルの軌道上実験を成功させ、73個のサンプルの加熱に成功しました。

中国科学院は、長期にわたる軌道上実験を通じて、宇宙応用システムは一連の重要な技術を突破・習得し、大量の重要な科学データを取得し、宇宙実験でいくつかの新しい現象を明らかにし、地上での分析と研究を通じていくつかの予備的な結果を生み出し、国際的に有名なトップジャーナルにいくつかの論文を発表したと述べた。

今後、科学者らは、地上での高性能製造技術の鍵となる条件を獲得し、新たな地上材料の製造を導くために、新金属合金の深過冷却凝固プロセスと熱物性測定に関する研究を加速させ続ける予定である。

出典：北京日報