空间植物栽培装置地面改进样机研制

目的在空间植物栽培装置地面样机研制的基础上,完成空间植物栽培装置地面改进样机的研制,使其工作原理更能适应空间微重力环境条件。方法借鉴空间植物栽培装置地面样机的先期研制经验,在技术方案详细论证与设计的基础上,进行部件图纸设计与投厂加工、整机设备安装、调试和试运行等。结果该样机可自动而有效地控制栽培室内的大气环境参数和栽培基质水分含量;温湿度控制、冷凝水收集和植物养分供应等工作原理基本满足空间微重力环境条件下的使用要求。结论本样机设计合理,解决了空间植物栽培的大部分关键技术难题,为下一步研制上天产品和开展空间飞行试验研究奠定了重要基础。

空间植物栽培关键技术地面验证试验研究

针对空间微重力下植物栽培的特点,通过搭载一台植物栽培装置对空间微重力下植物栽培的关键技术进行模拟和验证。试验验证了种子发芽技术,确定了切缝、海绵塞和丸粒化三种发芽方式并存的方案;验证了水分传导技术,确定了最终的注水和补水方案;验证了养分供应技术,采用缓释肥作为植物的养分来源;验证了缓释肥在栽培基质中的养分释放特性。在地面验证试验过程中,植株生长发育良好,在确定的栽培方案下,植株平均株高可达7 cm,平均叶片数可达到6片/株,平均鲜重可达到5.5 g/株。试验结果证明了种子发芽结构和水分养分供应技术的合理性。

空间高等植物栽培地面实验装置的研制

为进行受控生态生保系统试验研究，研制了地面模拟实验装置。该装置由主机、氧气和二氧化碳测控系统、植物栽培系统和整机数据管理系统组成。栽培室内胆为镜面不锈钢结构，其有效容积１ ．８ｍ ３ ，有效栽培面积１ ．２ ｍ ２ ； 采用电子荧光灯作光源和聚乙烯醇缩甲醛材料作根基质； 栽培室内的温度、相对湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、光周期和光强度等环境参数和营养液的ｐＨ 值、电导率、溶解氧、储箱液位和供液流量等参数均实行自动调控，并通过上位机实施定期的动态巡检、采集、储存和打印。联合调试和初步植物栽培实验的结果证明该设备的性能达到了最初的设计要求，能够满足今后空间植物栽培或其它生物培养地面模拟实验研究的需要。

空间微重力下植物栽培水分养分控制研究

通过"天宫2号"空间实验室搭载的空间植物栽培装置,研究了微重力下植物栽培水分养分控制技术.针对空间微重力特点,设计了植物栽培水分养分传导结构,并验证了其可行性和合理性.生菜在空间实验室微重力环境下的顺利萌发、生长发育,证明了水分养分传导结构的合理性和可行性,为后续开展更大规模的空间植物栽培奠定了基础.通过实验,了解了空间微重力下水分养分的传导和分布规律,为研究空间植物栽培水分养分供应方法和测试方法提供了依据.