NASA太空营养研究：从国际空间站到月球、火星，食物怎么自己种？

在人类迈向深空的征途上，无论目标有多远、任务有多宏大，营养始终是决定宇航员生死存亡的关键。

在月球、火星建立长期基地之前，我们必须先学会在太空里种菜、养藻类，让探索者们吃得饱、吃得好、吃得健康。

为了破解这个难题，NASA和国际伙伴们正在国际空间站上开展一系列前沿实验。近日随Northrop Grumman第24次商业补给任务上行的几项研究，正是为未来深空任务储备“太空粮食”技术。

1. 植物与细菌的“太空共生”实验

Veg-06实验以紫花苜蓿（Medicago sativa）为研究对象，重点观察它与根部固氮细菌在太空环境下的互动。

在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的一次飞行前实验中，生长室内的苜蓿植株在 LED 灯照射下。

图源：NASA

地球上的某些植物根部有特定细菌，能直接把空气中的氮气“固定”成植物能吸收的养分，这是一种天然的肥料工厂。科学家想知道：微重力环境下，这种共生关系是否还能正常发挥作用？

此外，实验还研究了降低木质素含量对植物的影响。木质素是让植物茎秆坚硬、抵抗重力的“钢筋”。在太空没有重力的地方，植物可能不再需要那么多木质素。减少木质素后，植物残体更容易回收利用，为下一代作物提供养分，形成更高效的循环系统。

2. 高效藻类培养：蛋白质+氧气双丰收

除了传统作物，螺旋藻（Spirulina）这种高蛋白藻类也被寄予厚望。它富含蛋白质、B族维生素和抗氧化物，同时还能吸收二氧化碳、释放氧气，一举两得。

作为“太空表面螺旋藻”研究项目的一部分，植物实验单元中螺旋藻生长的飞行前图像。

图源：NASA

传统螺旋藻在水箱里培养耗水量大。日本JAXA的Space Surface Spirulina实验正在测试一种新型“薄膜表面培养”技术。它让藻类生长在薄薄的膜上，大幅节省用水，同时提高生产效率，为长期载人飞船提供新鲜氧气和优质蛋白。

3. 种子“太空历练”：未来太空作物的底气

种子是太空农业的根基。它们能否经受住太空辐射、微重力和极端环境考验，直接关系到未来基地能否实现可持续种植。

欧空局宇航员蒂姆·皮克在国际空间站上手持芝麻菜种子包的合照

图源：NASA/ESA

ESA的Seed Vigour实验把多种植物种子送上空间站，研究太空环境对种子活力和发芽率的影响。此前2015年曾有过一次“火箭生菜”实验：英国学校的学生们种植了在太空待了6个月的生菜种子，发现太空种子发芽稍慢、出现一定老化迹象，但整体存活率和幼苗发育并未受明显影响。

这次新实验将验证这一结论是否适用于更多植物种类，为长期任务中保护种子提供科学依据。

加拿大航天局宇航员戴维·圣雅克手持一袋装有数千颗番茄种子的袋子。

图源：CSA/NASA

加拿大Tomatosphere 9实验则更加“接地气”：180万颗番茄种子被送上空间站。任务结束后，这些种子将分发给美国和加拿大的学校，学生们将与地面对照组进行盲测，亲身参与“太空番茄 vs 地球番茄”的对比实验，既是科普，也是宝贵的研究数据来源。

4.太空种粮，不只是为了吃饱

这些实验共同指向同一个目标：在资源极度有限的太空环境中，建立稳定、高效、可持续的食物生产系统。

从苜蓿的固氮共生，到螺旋藻的薄膜培养，再到种子的太空适应性研究，每一项成果都在为人类未来在月球、火星乃至更遥远星球的长期驻留铺路。

当宇航员们在红色火星表面种下第一株绿色蔬菜时，他们吃的将不再只是补给包里的压缩食品，而是人类智慧在太空结出的硕果。

人类奔向星辰大海，营养保障永远是后勤第一课。

参考

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