神舟二十三号的成功发射,不只是一次技术上的高光时刻。它更像一把钥匙,悄然打开了普通人通往太空的大门。从这次任务开始,公众的关注点已经不再只是“航天员又上天了”,而是转向了更接地气的问题:太空旅游什么时候能轮到普通人?天宫里种的庄稼,什么时候能摆上我们的餐桌?
这种转变,其实折射出一个本质变化:航天技术正在从国家工程的“高冷”叙事中走出来,走进每一个人的生活场景。
在国新办2024年的一场发布会上,中国科学院院士朱俊强曾有过一个精辟的总结——空间科学,本质上就是对人类认知极限的延伸。而这种延伸,必然带动传感器的升级、精密光学仪器的进步、高性能探测器的突破,进而催生新一轮科技革命,最终反哺到生产力本身。
说得更直白一点:你以为是仰望星空的浪漫,实际上正在变成实实在在的产业升级和民生改善。
根据中国载人航天工程办公室2024年发布的数据,30年来,我国载人航天工程累计有超过4000项技术成果被应用于国民经济各行业,带动了原材料、微电子、机械制造、通信、种业等领域的创新和产业升级。仅以航天搭载育种为例,截至2024年,初步估算已产生超过2000亿元的直接经济效益——不仅是农作物的改良,食品加工、菌种制备、生物制药都从中受益。
这些数字背后,是实实在在的技术转化路径。比如,航天液体火箭发动机的燃烧传热系统控制技术,已经在推动粉煤加压气化产业的升级,甚至被用来解决生活垃圾处理问题,也在提升氢燃料电池的效能。而火箭、飞船、空间站研制过程中积累的控制、测量、图像处理、元器件技术,正在推动工业智能控制系统换代。就连载人飞船的防热大底技术,也已经“下凡”成为民用隔热材料。
还有那些我们日常生活中习以为常的东西——方便食品、尿不湿,都来自载人航天的技术转化。甚至,利用空间蛋白结晶研究研发的新型药物,已经在对抗骨质疏松和肌肉萎缩的方向上取得了进展。可以这么说,空间站里积累的环控生保技术、微重力燃烧机理和新材料研究成果,正在各个民生领域“开花结果”。
中国商业航天领域首家独角兽公司银河航天的首席科学家张世杰给出了一个更宏观的判断:“我国空间站建设开启了人类常态化进入空间、长期在轨驻留的序幕,其积累的生存保障等关键技术正加速转化,催生太空旅游、火星移民等商业航天新业态。”
值得注意的是,“十五五”规划纲要首次将“航天强国”纳入国家五年规划,明确提出加快航空航天等战略性新兴产业发展、加快低轨卫星互联网组网。商业航天,正成为推动航天产业高质量发展、建设航天强国的重要力量。而载人航天等重大工程的持续推进,也在为商业航天赋能。
张世杰认为,商业航天凭借机制灵活、迭代迅速的先天优势,可以深度参与低轨通信星座建设,为空间站提供高质量通信保障,同时反向牵引在轨服务能力的演进。“未来,载人航天与商业航天将相辅相成,共同驱动人类从太空数字基建迈向太空制造与资源开发,直至建立太空港和太空城市的太空文明时代。”在他的描述中,这不是科幻,而是一条正在展开的路线图。
而在普通民众最关注的太空旅游领域,国际上的进展已经相当可观。
穿越者品牌市场总经理杜全陆告诉《环球时报》,截至目前,全球已有超过百名非职业航天员通过商业方式进入太空。蓝色起源的亚轨道飞行提供了数分钟失重体验,SpaceX载人“龙”飞船的数天轨道驻留也已安全验证。太空旅游,正从“技术验证”迈入“规模化运营”阶段。
具体来说,亚轨道方面,蓝色起源已经多次将普通乘客送入卡门线以上,让他们体验数分钟失重并亲眼看到地球的弧线。轨道方面,SpaceX通过“灵感4号”任务实现了全平民乘组在轨飞行3天,又通过Ax-1任务实现了私人访问国际空间站,最新的“北极星黎明”任务甚至完成了首次商业太空行走。这些实践,已经充分验证了非职业航天员进行数天至数周轨道驻留的可行性。
在国内,中科宇航、深蓝航天和“穿越者”等公司也都发布了各自的太空旅游计划。中科宇航今年初完成了力鸿一号飞行器的亚轨道飞行,实施了伞系气动减速、高精准落点控制等关键技术验证,力擎一号发动机的深度变推力技术突破也为亚轨道回收奠定了基础。后续,他们计划通过力鸿二号开展百公里回收技术验证。
“穿越者”则实施的是“三步走”战略:2028年前后开启亚轨道飞行,2032年左右实现近地轨道驻留。杜全陆描述了普通乘客将体验到的场景:火箭发射时的推背感、失重漂浮、透过舷窗看到悬浮在漆黑宇宙中的蓝色地球弧线——“那种‘总观效应’,是任何地面体验都无法复制的震撼。”
当然,太空旅游的门槛还很高,票价是关键瓶颈。杜全陆认为,降低成本需要几个阶段:首先是实现系统全可重复使用,降低单次飞行边际成本;其次是推动供应链规模化,通过集中采购、战略合作形成规模效应;最后是建立高频次航班化运营,将发射场周转时间压缩至天级别,年发射能力向百次量级迈进。“以规模换成本”,才能实现票价数量级下降。
神舟二十三号此次实施1年期在轨驻留试验,对太空旅游来说是一个重大利好。杜全陆分析,1年期驻留所验证的长期生命保障、辐射防护与心理支持技术,恰恰为未来普通人长时间星际旅游储备了核心能力。“尽管更长期的空间辐射防护、生保系统及成本经济性等挑战尚待突破,但遵循‘技术迭代—规模制造—成本下降’的必然规律,我们有理由相信,未来普通人选择在太空‘度假’或‘驻留数月’将成为可及的消费选项。”
从天宫到餐桌:太空种子如何打通“最后一公里”?
上千斤的大南瓜、直径1.5米的灵芝、长在石头缝里的石斛……走进新航天星空实验室航天育种成果转化中心主任张传军的实验室,你会看到这些碘伏常识的植物——它们正是在太空“镀金”、回地球培育的“硕果”。
张传军已经记不清自己选育的品种上了多少次太空。最近一次是2024年9月底,他将包括蔬菜、水果、药材在内的28个品种的种子送上太空,经历14天“太空之旅”,搭载实践十九号卫星返回地球。而上文提及的南瓜、灵芝等,则是更早经过太空育种培育的结果。
一粒种子从上天到入地,需要经历哪些环节?张传军总结为三步:第一步千挑万选,要挑选饱满、无病虫害、无污染、种质资源特别好的种子;第二步送入太空,接受太空特殊环境洗礼;第三步返回地面,经历一代又一代的选育。
“和地面相比,太空至少有6个特殊环境,能让种子基因发生突变。”张传军列出的太空环境特殊性包括:微重力、超高真空、弱磁场、宇宙射线、高速度以及超洁净。种子正是在这种环境中,经历了不同宇宙粒子的撞击,同时在没有地面污染的环境中接受“诱变”。
但种子并不是经过航天器搭载一下,就能直接变成优良种源。回到地面后,科学家还要进行严格的选育。张传军以太空育种技术培育出的山丹丹花新品种“延丹1号”为例:从太空回地球后,需要连续种5代才能培育出一个新品种。第一代种植后,观察品种变化,剔除坏的性状,留下个头大、抗病性抗逆性强的继续种植。如此循环,连续5代后,品种性状才算稳定,一个新品种才算培育成功。
每个太空育种新品种,至少要有新的性状出现,或4个性状优于原来才能定型。“原来山丹丹花的花期只有一星期左右,现在能延长到一个月左右,冬天也能开花。”张传军说,山丹丹花的颜色原来只有红色,现在有了黄色、橘红色等,种类更丰富;原来主要在陕西种植,现在全国各地都能种,杭州、广东、北京都覆盖,适应环境能力更强。
相比蔬菜花卉药材类品种,水稻、大豆等粮食作物的太空育种周期更长,至少需要7代甚至更长时间才能选育成功。今年夏天,香港中文大学卓敏生命科学教授林汉明计划将经过太空培育的大豆品种陇黄大豆,在极端高温条件下种植在盐碱地,看能否筛选出耐高温耐盐碱的品种。
林汉明是国际知名的大豆育种专家,他的科研成果——大豆根瘤菌和陇黄大豆,先后随天舟六号、神舟十六号升空,到达天宫空间站。这些年,他正在加紧选育已经返回地球的实验样本。
“大豆一年只能种一季,进展慢一点,估计还得有七八年。”林汉明解释了其中的难点:“如果在地球等大豆天然发生突变,几率很低,而经过太空旅行后,种子突变概率加大,我们有机会挑选更优秀的性状。但种子回到地面后,需要经过多代筛选,选出好的单株,再扩大繁殖,到田间做大面积测试。这一代看到长得好一点的种子,下一代种出来可能又不一样,所以不敢轻易下结论。”
据媒体报道,中国航天育种中单一品种累计推广面积最大的小麦品种“鲁原502”,从着手设计、培育航天突变系母本直到最终育成,一共花费了15年时间,解决了大穗型小麦品种易倒伏等难题。
“做太空育种,追求的不是快,我们也有耐心,慢慢一步一步去做。”林汉明刚从内地返回香港,他告诉《环球时报》,陇黄大豆是他与甘肃省农业科学院张国宏教授合作培育的耐盐耐旱品种。他一直希望在边缘土地上做文章,培育出抗干旱、耐盐碱、耐高温的大豆品种,提高贫瘠土地产能,帮助缓解中国大豆依赖进口的局面。
神舟二十三号成功发射后,林汉明兴奋地说:“比我自己上天还要激动。”两年前接受采访时,他曾表示:“如果有条件,我以后肯定要去太空旅行。”如今,随着国家重大航天任务持续成功,他发现做太空搭载实验越来越容易了——以前是好几年才去一次,现在每半年就有一次机会。
林汉明预测,太空实验未来会越来越普及,自己的太空旅行梦想也越来越接近现实。“未来如果人类打算在月球或火星建立基地,就一定要把种子、土壤菌带上去,在太空自己生产粮食。”眼下,他告诉《环球时报》记者,自己已经拿到好几期太空实验的材料,需要静下心,慢慢在田间地头筛选。
太空育种的价值,终究要落在土地、市场以及普通人的生活中。2024年3月,张传军所在的新航天星空实验室在电商平台上推出“太空鲜花”——“延丹1号”,上架不到2天,首批产品就售罄了。太空育种的石斛等中药材,也在市场上供不应求。
张传军的实验室里还有更多太空育种产品在排着队走向市场:富含花青素的太空全紫玉米、更大更光更漂亮的太空珍珠……他甚至还有一个更大胆的设想:未来每个人都可以随身带一个“迷你太空生物智能舱”,按下按钮,就能种出太空育种的蔬菜水果。让这些太空产品,变成广大消费者在货架上触手可及、在饭桌上吃得起的健康食品。
