太空养鱼新纪元：神十八任务中的太空水族馆探秘

04-24

“太空水族馆”要开张啦！神舟十八号载人飞船定于4月25日发射，这次跟随3名航天员一起出发的还有斑马鱼。

据了解，神舟十八号将实施国内首次在轨水生生态研究项目，以斑马鱼和金鱼藻为研究对象，在轨建立稳定运行的空间自循环水生生态系统，实现我国在太空培养脊椎动物的突破。

此次神舟十八号准备养的“斑马鱼”是个什么物种？如何才能实现太空“养鱼自由”？我们一一揭秘。

上太空的为什么是斑马鱼？

斑马鱼上太空历史很悠久，1976年就曾经到访过苏联的“礼炮五号”空间站。而在2012年，日本空间局也造了一个水族箱送上了国际空间站，实验目的是观察微重力对成骨细胞和破骨细胞活性的影响。

这也并非我国首次带斑马鱼上太空。2022年7月24日，中国天宫空间站首个实验舱“问天”成功在文昌航天发射场升空，也带了斑马鱼、拟南芥、线虫、果蝇等动植物开展空间生长实验。

在问天实验舱，科学家专门构建了以斑马鱼为研究对象的小型密闭生命生态系统。这个密闭的“水族箱”中约有1升多水、四五条斑马鱼，还有些藻类和微生物。斑马鱼呼出二氧化碳给藻类进行光合作用、吃食物排泄的粪便给金鱼藻进行营养供给，藻类产生氧供给斑马鱼，这对组合就构成了一个自给自足的生态循环系统。

为什么上太空的是斑马鱼呢？资料显示，斑马鱼体长虽然只有3～4厘米，但生命力旺盛、容易饲养、繁殖能力强，一年可以繁殖6～7次。斑马鱼的鱼卵透明，便于研究人员观察胚胎发育过程，被广泛用于生物医学研究。更重要的是，斑马鱼和人类基因有87%的高度相似性，可用于研究与揭示生命体具有的某种普遍规律。

中国科学院上海技术物理研究所研究员张涛表示，如果以斑马鱼构建的水生生态系统能够在空间站得到比较成功应用，希望可以持续支持类似的水生生物样品作为研究对象的实验平台，这将会非常有价值。

如何实现太空“养鱼自由”？

早在2014年，我国就开启了太空养鱼项目。与地面上的鱼缸完全不同，太空鱼缸必须是密闭的，不然水会“飘走”，斑马鱼游动起来也会将水推开。喂食、捞鱼卵，这些在地面上易如反掌的事，在太空的失重状态下，都变得异常艰难。

参与项目研发的中科院上海技物所工程师田清打了个比方，“航天员在空间站里的时间安排非常紧凑，除了空间站日常的维护工作和锻炼身体保持好的状态，他们要做大量的空间实验。靠航天员一天几次投喂鱼食是不现实的，一定要做出自动投喂装置。”

这首先要解决鱼食的形状问题，颗粒状、木屑状的鱼饲料在太空条件下无法投喂，怎么样才能把鱼食妥妥地送进密闭容器里呢？

经过几番脑力激荡，科学家们想到了把鱼食做成方便挤进鱼缸的牙膏状。可做出来的膏状鱼食因为加了大量粘稠剂，气味变了，鱼儿压根不吃。于是，又做了大量的鱼食成分改良试验，最终成功“驯服”鱼儿接受膏状鱼食。

食物的形状解决了，新的问题又来了，怎么送进水族箱？

科学家们先用了弹簧自动弹射的办法，投喂的自动化问题解决了，可装鱼食的“子弹进匣” 环节，仍需劳烦航天员动手。他们又试了电梯式旋转送入的方式，定时定量自动投喂，可如此一来就需要把食物预埋进培养盒，限定了实验周期，如果实验进程延长，鱼儿后期有可能会出现没有食物吃的情况，实验的抗风险能力降低。

在将近一年的摸索后，一套自动监测鱼儿生长变化并自动喂食的智能系统终于研制出来，而整个水族箱样品直至2019年才研制出来。在问天实验舱发射前，水族箱地面模拟实验全部合格，与生命生态、生物技术实验柜系统配合天衣无缝，才有如今神舟十八号航天员执行“太空养鱼”的任务。

除了养鱼，还种了菜

作为“农业大国”兼“航天大国”，既然有了自己的空间站，那怎么能少了种菜呢？

早在2016年，“天宫二号”就成功进行了生菜在轨培养试验，这也是我国首次在太空人工栽培蔬菜，当时并没有让航天员在轨食用，而是将植物采样带回进行生物安全性检测。

随着科研人员不断对栽培基质和装置进行升级，神舟十四号航天员乘组在轨期间，利用植物栽培装置成功栽培了生菜、小麦和矮秆番茄等植物。此外，神舟十四号航天员乘组还首次实现了在轨食用种植的生菜。

航天员蔡旭哲吃完“太空生菜”后说道：“我觉得在太空种菜和地面还是有一点不一样，可能生菜对阳光的需求不是那么高，长得还不错。说起味道怎么样，我觉得吃起来味道美极了，因为这个生菜是在太空空间站里面，没有受到任何的污染，而且给它浇的水也都是空间站里面的再生水。能够吃到这样的生菜，我觉得真是很幸福、很幸运。”