在太空停留近203天、绕地球飞行超过3200圈后,匈牙利首个太空植物实验项目“维塔普里克计划”(VITAPRIC)的样本已从国际空间站返回位于德布勒森的研究基地。德布勒森大学农业与食品科学及环境管理学院的研究人员于本周一在该校的“生物穹顶”研究设施中,从匈牙利宇航员蒂博尔·卡普手中接收了这一科研项目的实验材料。“生物穹顶”是名为“匈诺尔”(HUNOR)的太空植物实验项目的所在地,也是该校太空辣椒的“诞生地”。对于德布勒森的专家们而言,这标志着他们的研究活动进入了一个崭新的阶段。
德布勒森大学农业与食品科学及环境管理学院的研究人员在几乎整整一年前,即2025年3月17日,准备了参与此次实验的萝卜、小麦和辣椒种子包裹。这批后来被称为“维塔普里克”研究材料、并成为匈牙利宇航员计划(HUNOR)科学项目组合一部分的物资,于同年6月25日随同研究宇航员蒂博尔·卡普及其团队成员,作为“公理-4号”(Axiom-4)任务的一部分,从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,前往国际空间站。
“我们的项目并非始于一年前。事实上,德布勒森大学在植物育种、作物生产和生物技术领域的研究为这些实验奠定了长达多年的专业基础,这使该大学得以加入国家太空计划。获得准入资格并满足美国国家航空航天局及其他专业机构的严格期望实属不易,这正是我们研究人员的工作可被视为一项非凡成就的原因所在。德布勒森大学拥有卓越的基础设施和一支敬业的专家团队,这在国内外都得到了广泛认可。因此,这不仅是一种认可,更是一个宝贵的机遇。”德布勒森大学农业与食品科学及环境管理学院院长拉斯洛·斯滕德尔在典礼活动的开幕致辞中表示。他坚信,这些研究成果将得到充分利用,并为匈牙利专家开辟新的研究渠道。
抵达空间站的第二天,蒂博尔·卡普拆开了萝卜、小麦和匈牙利辣椒的种子。他将一千颗种子(其中一半经过了富硒预处理)放入装有透明聚碳酸酯盖的12个育苗盘中,盘内填充了特殊的培养基。随后,育苗盘中的种子仅接受空间站环境光源的照射,而研究宇航员则用乘员饮用水分配器中的水进行浇灌。整个实验期间的总用水量被严格限制在500毫升以内。在这样的条件下,到第四天时,特殊发芽器中的萝卜已长至近2厘米,而小麦植株则长到了3至4厘米高。整个实验持续了10到16天。
“维塔普里克计划是匈牙利宇航员计划中最有趣的实验之一。它向我们展示了,当需要将实验带入太空并在那里进行时,我们必须面对哪些挑战。那是一个种子根本不知道该朝哪个方向生长的环境,因为那里没有重力,而且它们还被放置在一个很容易掉出来的孵化器里。尽管如此,我们还是成功解决了这些问题。我们是世界上第一批能够在与我们宇航员生活相同的环境中种植植物的人。这根本不是一个密封、隔离或受控的封闭环境。作为机械工程师,我能在空间站上种植萝卜、小麦和辣椒,感到非常自豪。”匈牙利宇航员计划的研究宇航员蒂博尔·卡普说道。他称实验中小麦植株长得比原计划大得多是一个意外的惊喜。因此,为了在探险的最后几天找到安置它们的方案,他不得不展现出相当富有创意的解决能力。
用于“匈诺尔”计划的种子的培育和预处理工作是在2024年至2025年间,在德布勒森大学农业学院的生物技术实验室完成的。在此过程中,种子经过消毒,并接受了一系列特殊的化学预处理技术,以增强其营养合成能力和基因表达水平。这一流程导致了种子发芽加速、幼苗活力增强以及植物化学成分的改善,从而提高了营养价值。
国际空间站上种植的植物分三个阶段“收获”:首先是萝卜芽苗,接着是小麦草,最后是甜椒芽苗。随后,样本被放入名为“梅尔菲”(MELFI)的深冻装置中,在零下80摄氏度的环境下保存。它们一直存放至2026年1月15日,当时因疾病而任务缩短的“乘员-11号”(Crew-11)任务组成员不得不乘坐美国太空探索技术公司的“龙”飞船“格雷斯号”(Grace)返回地球。“下一步,我们将使用专用技术验证收获是否按计划进行,并确认植物的根和茎是否完整返回。通过返回的种植箱及其内部的培养基,我们还将能够详细检查根系发育情况。我们计划进行各种成分分析,并研究种子处理过程和养分循环的影响。此外,我们将把样本与在类似条件下生长的对照植物进行比较,这些条件包括光照、温度、二氧化碳浓度和湿度等因素。”研究副院长西尔维亚·韦赖什说道。
“维塔普里克”项目的首席研究员还补充了以下信息:研究将包括对植物微生物组的分析,也就是说,他们还将考察在空间站上种植的“维塔普里克”芽苗菜是否适合人类食用,以及植物的生化和矿物质组成发生了怎样的变化,特别关注微重力环境下经过硒预处理的种子的表现。
“苜蓿是世界上最重要的牧草作物之一,因此,匈牙利以及我们研究所对它的研究历史都相当悠久。这正是我们决定将研究范围扩展到这种植物的原因。苜蓿具有吸收其他植物无法吸收的土壤物质的能力。因此,这可以作为一种地球改造的工具。我们的研究已进入高级阶段,我们也能实现即将把研究带入太空的美国研究合作伙伴所具备的能力。因此,竞争非常激烈,但我很乐观,因为我们的设备符合载人航天的最高标准。”“维塔普里克”计划技术协调员米克洛什·福里说道。
在活动中,农业与食品科学及环境管理学院的研究人员接收了同样从空间站返回的苜蓿种子。
“奥林匹亚苜蓿品种已证明其价值近20年。它是对非生物胁迫耐受性最强的苜蓿品种之一。这意味着它能很好地耐受干旱和贫瘠土壤。我们认为,这一特性在未来太空探索中可能至关重要,例如在月球基地,苜蓿可作为宇航员的潜在替代食物来源。它具有极佳的营养和生理价值;由于其高蛋白含量、有利的必需氨基酸组成以及丰富的维生素、矿物质和微量元素(尤其是钙和镁)含量,它是一种特别有价值的植物。这就是为什么米克洛什·福里教授和我决定将该品种纳入育种实验中。”克鲁帕·马格有限公司的创始董事总经理约瑟夫·克鲁帕说道。
在交接仪式开始前,匈牙利宇航员计划研发总监巴拉兹·纳吉和首席工程师伊什特万·厄勒克什-托特向德布勒森大学的研究人员进行了技术简报。在此次技术咨询中,他们探讨了国际航天公司的合规与认证体系,以及未来可能的相关研究方向。

