NASA太空營養研究：從國際空間站到月球、火星，食物怎么自己種？

在人類邁向深空的征途上，無論目標有多遠、任務有多宏大，營養始終是決定宇航員生死存亡的關鍵。

在月球、火星建立長期基地之前，我們必須先學會在太空里種菜、養藻類，讓探索者們吃得飽、吃得好、吃得健康。

為了破解這個難題，NASA和國際伙伴們正在國際空間站上開展一系列前沿實驗。近日隨Northrop Grumman第24次商業補給任務上行的幾項研究，正是為未來深空任務儲備“太空糧食”技術。

1. 植物與細菌的“太空共生”實驗

Veg-06實驗以紫花苜蓿（Medicago sativa）為研究對象，重點觀察它與根部固氮細菌在太空環境下的互動。

在佛羅里達州NASA肯尼迪航天中心的一次飛行前實驗中，生長室內的苜蓿植株在 LED 燈照射下。

圖源：NASA

地球上的某些植物根部有特定細菌，能直接把空氣中的氮氣“固定”成植物能吸收的養分，這是一種天然的肥料工廠。科學家想知道：微重力環境下，這種共生關系是否還能正常發揮作用？

此外，實驗還研究了降低木質素含量對植物的影響。木質素是讓植物莖稈堅硬、抵抗重力的“鋼筋”。在太空沒有重力的地方，植物可能不再需要那么多木質素。減少木質素后，植物殘體更容易回收利用，為下一代作物提供養分，形成更高效的循環系統。

2. 高效藻類培養：蛋白質+氧氣雙豐收

除了傳統作物，螺旋藻（Spirulina）這種高蛋白藻類也被寄予厚望。它富含蛋白質、B族維生素和抗氧化物，同時還能吸收二氧化碳、釋放氧氣，一舉兩得。

作為“太空表面螺旋藻”研究項目的一部分，植物實驗單元中螺旋藻生長的飛行前圖像。

圖源：NASA

傳統螺旋藻在水箱里培養耗水量大。日本JAXA的Space Surface Spirulina實驗正在測試一種新型“薄膜表面培養”技術。它讓藻類生長在薄薄的膜上，大幅節省用水，同時提高生產效率，為長期載人飛船提供新鮮氧氣和優質蛋白。

3. 種子“太空歷練”：未來太空作物的底氣

種子是太空農業的根基。它們能否經受住太空輻射、微重力和極端環境考驗，直接關系到未來基地能否實現可持續種植。

歐空局宇航員蒂姆·皮克在國際空間站上手持芝麻菜種子包的合照

圖源：NASA/ESA

ESA的Seed Vigour實驗把多種植物種子送上空間站，研究太空環境對種子活力和發芽率的影響。此前2015年曾有過一次“火箭生菜”實驗：英國學校的學生們種植了在太空待了6個月的生菜種子，發現太空種子發芽稍慢、出現一定老化跡象，但整體存活率和幼苗發育并未受明顯影響。

這次新實驗將驗證這一結論是否適用于更多植物種類，為長期任務中保護種子提供科學依據。

加拿大航天局宇航員戴維·圣雅克手持一袋裝有數千顆番茄種子的袋子。

圖源：CSA/NASA

加拿大Tomatosphere 9實驗則更加“接地氣”：180萬顆番茄種子被送上空間站。任務結束后，這些種子將分發給美國和加拿大的學校，學生們將與地面對照組進行盲測，親身參與“太空番茄 vs 地球番茄”的對比實驗，既是科普，也是寶貴的研究數據來源。

4.太空種糧，不只是為了吃飽

這些實驗共同指向同一個目標：在資源極度有限的太空環境中，建立穩定、高效、可持續的食物生產系統。

從苜蓿的固氮共生，到螺旋藻的薄膜培養，再到種子的太空適應性研究，每一項成果都在為人類未來在月球、火星乃至更遙遠星球的長期駐留鋪路。

當宇航員們在紅色火星表面種下第一株綠色蔬菜時，他們吃的將不再只是補給包里的壓縮食品，而是人類智慧在太空結出的碩果。

人類奔向星辰大海，營養保障永遠是后勤第一課。

參考

https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/nutrition-research-arrives-aboard-space-station