近年,國家航天事業急速發展,從「嫦娥」探月、「祝融」探火、「羲和」逐日,以至「天和」遨遊星辰,多項重大工程舉世矚目,航天強國建設邁出堅實步伐,就如習近平總書記所說:「探索浩瀚宇宙,發展航天事業,建設航天強國,是我們不懈追求的航天夢」。而事實上,中國發展航天科技,不止是追求航天夢,也與國家安全息息相關。本文將以糧食安全為例,分析航天工程與國家安全的關係。
在中國東北廣袤一帶裁種的小麥,並非一般作物,而是在離地球表面340公里的太空軌道上培養出來的嶄新小麥──「魯原502」。
研究證實,如果將作物種子送到接近地球軌道的太空,受太空特殊的環境影響,種子會發生變化:受微重力、高能的太陽粒子及宇宙射線影響,種子的遺傳物質、細胞形狀和組織結構會受破壞,導致基因變異或染色體畸變,此過程稱為「太空誘發基因突變」,簡稱「太空誘變」。部分種子會因突變而無法繁殖,但也有種子在出現突變後,有利於生長,它們或生長得較快,或生長時只需要較少的水量,即更耐旱,或更能抗病及蟲害。
這些種子的太空之旅,時間從4天到幾個月不等。種子被帶回地球後,研究人員會待其發芽,再經仔細篩選,篩選標準包括作物能否生產更大的果實、減少用水量、有更好的營養結構、抗高溫和低溫,以及能抗病蟲害等。研究人員會在芸芸的作物種子中找出效果最顯著的,再作進一步培育,直到最終能培育出一種能夠滿足農民需求,效果明顯的改良品種。
當今世界因氣候變化、環境污染等原因,使農業生產面臨越來越大的壓力。研究人員認為,經「太空诱变」的太空育種法,或許能夠幫助人類應對上述的挑戰。
以「魯原502」為例,「魯原502」比中國一般小麥品種的產量要高11%,也更耐旱,更抗病蟲害。中國首席太空育種專家、中國農業科學院航天育種研究中心主任劉錄祥指,「『魯原502』確實很成功,產量潛力很高,適應性也很強,在各種地區各種自然環境都能種植。」
「我們因中國強大的太空計劃而獲益匪淺。我們可以利用返回式衞星、高空平台站和載人飛船等將小麥等種子送上太空,利用這些太空設施來培育改良作物,每年上太空最多可有兩次。」劉錄祥又說。
除小麥外,研究人員還使用「太空誘變」技術培育出新的水稻、玉米、大豆、苜蓿、芝麻、棉花、西瓜、蕃茄、甜椒和其他蔬菜等品種。在這幾十年間,受惠於航天科技發展,研究人員有能力將大批作物種子送入地球軌道。
自1987年首次開始農作物太空誘變實驗後,研究人員已經數十次將作物種子送上地球軌道。研究人員於1990年公布第一種經太空培育成功的作物,是一種名叫宇椒1號的甜椒。劉錄祥續說,與中國傳統種植的甜椒品種相比,宇椒1號果實較大,抗病能力也更強。
2006年,中國利用「實踐八號」衞星將有史以來最大規模的一批種子和微生物(152種種子和菌種,總重量超過250公斤)送入地球軌道。2022年5月,中國載人飛船神舟13號從太空返回地球,它帶回來了經「太空誘變」的12,000顆種子,其中包括幾種草料、以及燕麥、苜蓿和真菌。
2020年11月,嫦娥5號在登月任務中,也載運了一批稻種,經歷一趟地球和月球的來回之旅。據傳媒報道,這些上過月球的水稻種子,已成功在實驗農田栽種並獲得收成。
中國利用航天工程培養出來的種子,相信有助解決國家可能面對的糧食問題,有利社會繁榮穩定,維繫糧食乃至國家安全。長遠來說,更可以協助解決世界糧食問題,推動構建人類命運共同體,努力建設一個更加美好的世界。