Trồng lúa vũ trụ là gì và vì sao phải làm trên quỹ đạo?
Trồng lúa vũ trụ là việc gieo trồng, nuôi dưỡng và thu hoạch cây lúa trong môi trường không gian, nơi vi trọng lực thay đổi hoàn toàn cách cây sinh trưởng, nhằm hiểu rõ cơ chế phát triển và di truyền của cây trồng khi không còn trọng lực hỗ trợ. Các phi hành gia sứ mệnh Thần Châu-23 đã hoàn thành thu hoạch lứa lúa thử nghiệm đầu tiên trên trạm Thiên Cung, bước tiếp theo trong chương trình nông nghiệp không gian của Trung Quốc. Điều này không chỉ là một màn biểu diễn công nghệ; đó là tuyên bố rằng tương lai lương thực có thể sẽ không còn bị giới hạn bởi bề mặt Trái Đất. Khi con người nói về thuộc địa trên Mặt Trăng hay Sao Hỏa, câu hỏi thực sự là: chúng ta ăn gì, trồng ở đâu, và hệ thống sản xuất ấy có bền vững hay không?
Bên trong phòng thí nghiệm: vi trọng lực thay đổi cây lúa như thế nào?
Cốt lõi của thí nghiệm là tìm hiểu vi trọng lực tác động ra sao lên sinh học của cây lúa. Các phi hành gia đã gieo hạt giống lúa Japonica và theo dõi chúng hơn hai tháng trong môi trường vi trọng lực. Môi trường này khiến hướng mọc rễ, vận chuyển nước – dinh dưỡng, thậm chí cả tín hiệu hormone của cây bị “viết lại”. Thí nghiệm mang tên “Nghiên cứu cơ chế phân tử về độ ổn định di truyền qua nhiều thế hệ và sự điều hòa thích nghi môi trường của lúa vũ trụ” nhằm làm rõ tác động của môi trường không gian đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và di truyền của cây lúa. Nói cách khác, đây là một phòng mổ mở rộng của khoa học thực vật: loại bỏ vai trò của trọng lực để xem còn những yếu tố nào chi phối cây trồng mà lâu nay ta bỏ qua.
Thiết kế thí nghiệm: từ hạt F1 đến hai thế hệ lúa trên quỹ đạo
Điểm tham vọng nhất của chương trình là kế hoạch trồng liên tiếp hai thế hệ lúa trên quỹ đạo – điều chưa từng có trong nông nghiệp không gian của Trung Quốc trước đây. Một phần hạt giống là “tân binh”, chưa từng tiếp xúc với không gian; phần còn lại là hậu duệ của lúa từng được gieo và thu hoạch trên Thiên Cung năm 2022, sau đó nhân giống nhiều thế hệ trên Trái Đất trước khi quay lại quỹ đạo. Hệ thống thí nghiệm gồm bốn đơn vị nuôi trồng độc lập, mỗi đơn vị chứa sáu hạt giống, bố trí thành hai nhóm song song để so sánh các phương thức sinh sản khác nhau của cây lúa trong điều kiện vi trọng lực. Cách bố trí này không chỉ là tinh chỉnh kỹ thuật; nó thể hiện tham vọng xây dựng một “chuỗi sản xuất” lúa khép kín ngoài Trái Đất, nơi hạt giống được sinh ra, lớn lên và tái tạo ngay trên quỹ đạo.
Từ phòng thí nghiệm Thiên Cung đến câu chuyện an ninh lương thực
Sau khi thu hoạch, phi hành gia bảo quản hạt, bông lúa, thân và lá ở nhiệt độ phù hợp để đưa về Trái Đất, nơi các nhà khoa học sẽ phân tích đặc điểm sinh học, khả năng thích nghi môi trường và tính ổn định di truyền qua các thế hệ. Về bản chất, nông nghiệp không gian không chỉ phục vụ cho vài chuyến bay dài ngày; nó là “bài tổng duyệt” cho mô hình sản xuất lương thực ngoài Trái Đất trong tương lai. Theo cơ quan phụ trách, những kết quả này bổ sung cơ sở khoa học cho các chương trình thám hiểm không gian dài hạn và hỗ trợ phát triển công nghệ duy trì sự sống ngoài Trái Đất. Câu chuyện lúa trên Thiên Cung vì thế gắn chặt với an ninh lương thực: ai làm chủ được trồng trọt trong vũ trụ, người đó mở rộng được “biên giới” của bàn ăn nhân loại.
Nghiên cứu khoa học không gian: hệ sinh thái mới cho con người và cây trồng
Trạm Thiên Cung không chỉ là cánh đồng lúa lơ lửng mà còn là một hệ sinh thái nghiên cứu khoa học không gian dày đặc. Phi hành đoàn Thần Châu-23 đang thực hiện hơn 100 dự án khoa học và ứng dụng, trong đó có các nghiên cứu về tác động của chuyến bay dài ngày lên hành vi con người, sử dụng cảm biến và kính thực tế ảo để theo dõi sóng não. Họ cũng lắp đặt thiết bị đo sinh học bức xạ và camera ngoài, đồng thời thử nghiệm một loại pin lưu trữ năng lượng mới trên quỹ đạo. Khi một phi hành gia dự kiến lưu lại trên quỹ đạo tới một năm để phục vụ chương trình nghiên cứu con người trong không gian, câu hỏi đặt ra là: nếu chúng ta muốn sống lâu dài ngoài Trái Đất, chúng ta phải hiểu đồng thời cả cây trồng lẫn cơ thể mình. Nông nghiệp không gian và sinh lý học vũ trụ đang được dệt lại thành một chiến lược chung, nơi lúa, con người và trạm Thiên Cung cùng chia sẻ một tương lai.
