怀揣月球种菜计划的月球植物学家

月球植物学家计划在月球种植蔬菜

——专访NASA资助科学家杰西卡·阿特金，揭秘人类首个月球农场的诞生之路

那位计划在月球上种植蔬菜的月球植物学家

杰西卡·阿特金比任何人都更了解为月球基地供应食物需要些什么。她揭示了如何建造月球农场以及宇航员们可以期待吃到什么。

克拉维的东西

克拉维的物品

宇航员马克·沃特尼被困在火星上，必须在饿死之前想办法在这颗星球严酷的赭色土壤中种植土豆。这是《火星救援》的情节，它是一部虚构作品。但说到现实中的太空植物学家，杰西卡·阿特金就是一个很好的例子。

她的技能可能很快就会派上用场。毕竟，阿尔忒弥斯二号绕月任务提醒我们，NASA正致力于在月球表面建立永久基地。从地球运送预包装食品或许能暂时满足那里人员的需求，但要让月球基地真正实现自给自足，宇航员们需要自己种植作物。

做到这一点并非易事。她获得了美国国家航空航天局的一笔大额资助，以继续她的研究，破解如何在月球上种植蔬菜的难题。

《新科学家》曾与阿特金谈及在自家设立实验室、她关于月球温室的梦想——以及未来月球宇航员能期待什么样的餐食。

罗宾·乔治安德鲁斯：你为什么选择研究空间植物学？

Jessica Atkin：如果我们想在那里种植植物，我们该怎么做呢？在地球上，植物不是独自生长的。我们需要微生物。既然它们能帮助我们在地球上定居，为什么不能帮助我们在月球上定居呢？大自然给了我们所有答案；我们只需要把这些都弄明白。

但在进入学术界之前，你曾在美国军队服役。

参军并非我的长期计划。我知道如果要上大学，不能依赖家人资助。所以我想，我能做些什么呢？我知道如果服满四年兵役，军队可以支付本科学位的费用。我曾是一名警察。他们派我去海外训练当地警察。回国后，我成了一名枪械教官。但我知道那种生活方式不适合我。这不一定是我认同的，但它确实教会了我很多。

我们为什么要尝试在月球表岩屑中种植作物，而不是将地球土壤运到月球呢？

往月球运送一磅（约半公斤）任何特定材料的费用可能高达10万美元。所以，我们没法真正运送土壤。我们将不得不运送预包装食品，并且要像国际空间站（ISS）那样使用水培技术。但我们或许应该投资于各种方法，以努力实现永久驻留。

月球表岩屑——月球的土壤——用于农业是很糟糕的，不是吗？

它有很多问题。首先，结构很糟糕。颗粒小、锋利且带正电——它会粘在所有东西上，而且非常锋利，会在植物上造成微小的撕裂。它甚至会在宇航员的宇航服上造成微小的撕裂。吸入它是个问题。当你给像婴儿爽身粉一样的东西浇水时，它会形成类似水泥的物质，所以无法渗透到植物根部——因此所有东西都会窒息。

然后是化学成分。它确实含有植物所需的许多物质：磷、钾、钙、镁以及微量营养素。铁也存在且必不可少，但含量过高会对植物有毒。而且其中铝的含量很高，这很糟糕，因为它会阻碍植物生长。

在阿特金的一项实验中，鹰嘴豆的根在模拟月尘中生长
迈克尔·米勒｜得克萨斯农工大学农业生命科学学院

科学家过去为尝试在月球表岩屑中种植作物做了些什么？

佛罗里达大学的一个团队曾证明，用阿波罗任务带回的真实月壤可以种植拟南芥。这些植物虽处于应激状态，但能在真实月壤中生长的结果令人惊叹。有机物质也被添加到月球模拟土壤中。但在我开始研究时，微生物在很大程度上被忽略了。我当时想，等等，我们漏掉了一个重要组成部分。

而这正是你的工作发挥作用的地方……

我知道真菌是帮助植物在地球上定居的关键因素，所以我想探索这种相同的共生关系是否能帮助植物在月球表岩屑中扎根。既然真菌帮助植物在地球上站稳了脚跟，那么看看它们是否能在月球上帮我们做同样的事情是有道理的。

你为什么将鹰嘴豆作为潜在的月球作物重点研究？

它们不是典型的模范作物。人们种植生菜、西红柿——但豆类在很大程度上被忽视了。它们富含蛋白质，而且如果你想让大家保持强壮和健康，只吃生菜是不够的。鹰嘴豆还会发出信号，招募微生物来与它们合作。它们耐受力强；不需要浇那么多水。它们不喜欢被过多打扰。把它们放在最恶劣的环境中，它们反而能长得很好。

在你获得一项著名的NASA资助金之前，你在自己家里建立了一个植物实验室，对吗？

它当时在我的客厅里

你为什么需要在家里建立一个实验室？

早些年开始做这件事时，这类实验还不是常规操作，而且我所在的学校里研究航天领域的人员并不多。不过，我在得克萨斯农工大学的教授研究植物与微生物的相互作用，他愿意和我一起落实我的想法。我们向美国国家航空航天局提交了一份资金申请，该机构认为这个想法很好，但我们缺乏足够的初步数据。于是，我自己开始了所有实验用品并完成了实验。

你们是否成功使用了阿波罗任务取回的实际月壤？

在德克萨斯州休斯顿的NASA约翰逊航天中心确实有真实的月壤，但他们分发得非常少。我使用的是由地球上发现的类月火山岩制成的模拟物，这种模拟物复制了未来阿尔忒弥斯登月点——月球高地的情况。我收集了初步数据，又向NASA申请了一笔拨款，这笔拨款获批了。

杰西卡·阿特金成功在混合了有机物和真菌的模拟月尘中种植出鹰嘴豆
迈克尔·米勒｜得克萨斯农工大学农业生命科学学院

从那以后，你已经搬进了设备齐全的实验室来进行你的月球鹰嘴豆实验。结果如何呢？

我们使用真菌和不同量的堆肥，以确定需要多少有机物质才能培育出健康的植物和微生物。我们找到了有机物质与真菌的混合比例，在这种比例下植物生长得最好，并且形成了最强的共生关系。鹰嘴豆的发芽速度比在地球土壤中快，这有点令人惊讶。尽管如此，任何生长在月壤中的植物都会受到胁迫；它们结出的种子确实更少。我目前正在让宾夕法尼亚州立大学对这些种子进行检测，以确定它们是否有毒。我希望它们没有毒，但即使有毒也不一定是坏事，因为这意味着我们在进行生物采矿——植物正在将这些金属从月壤中提取出来。对我来说，这项研究的重点根本不是鹰嘴豆；而是我们正在将这种月壤转化为可种植的土壤，这样我们就能在里面种植其他植物了。

假设我们建立了一个拥有可呼吸大气和过滤水的月球基地。将其改造成月球菜园可能会面临哪些挑战？

我们将面临比国际空间站上常见的更多辐射，而且这里不是微重力环境，而是地球重力的六分之一。这可能会改变我们给植物浇水的方式。另外我们需要补充照明：这里会有两周的月球白昼，然后是两周的月球黑夜。此外，宇航员不希望月壤被带入栖息地。他们会想要一个独立的温室，这样就没人会暴露在月尘的健康危害之下。

人类饮食中以蛋白质为主的部分呢，比如肉类和鱼类？

鹰嘴豆几乎含有你替代它所需的一切。我认为，在可预见的未来，宇航员饮食中基于蛋白质的部分将来自耐储存的预包装食品。

至少他们能做太空鹰嘴豆泥，对吧？你只要把食材放进搅拌机里混合就行。

在太空烹饪的方法不多。你需要吃新鲜的东西。我总是跟朋友开玩笑说，我想在月球上开一家法拉费摊。

那么，月球宇航员从月球温室中种植的食物里，可能吃到的最精致的一餐是什么呢？

说实话，我会选择甜食，比如水果。我知道他们一直在太空测试草莓。美国国家航空航天局（NASA）一直在研究草莓在地球上类似空间站的实验室环境中生长得如何，同时草莓种子已被送往国际空间站（ISS），以研究太空飞行对其生长的影响。

你对被称为月球植物学家有什么看法？

这让找工作变得很难。它太小众了。

但如果阿尔忒弥斯计划按计划推进，NASA肯定会需要所有能找到的太空植物学家，对吧？

这就是我的希望我只是在等待这些职位开放。在地球上甚至在太空中创造六分之一的重力都非常困难。我们需要去月球才能真正测试这些东西。这是我的最终目标。但我很乐意以任何方式为这项任务做出贡献，无论是在地球上，还是——希望能——在太空中。

我们已经瞥见了大爆炸之前的景象，这与我们的预期不符。大爆炸并非万物的开端，但在此之前我们一直无法看到究竟发生了什么。如今，一种新的宇宙学正在揭开时间起源的面纱。

大爆炸并非万物的开端，但在此之前的事物一直无法被观测到。如今，一种新的宇宙学正在揭开时间起源的面纱

如果美国国家航空航天局邀请你去月球建立一个月球温室，你会怎么说？

那就是我的梦想。我可以告诉他们我需要多大号的宇航服——请让我跟着去就好。我开玩笑说我可以当月球清洁工，会去那里清理金属（垃圾）。

你之前提到过，你小时候祖母的温室如何激发了你对植物学和农业的浓厚兴趣。她现在还在世吗？

她不在了——但她会为我骄傲的。她总是为我骄傲，无论我做什么，就像奶奶们那样。不过她会觉得很开心。但她不会感到惊讶，毕竟我总是做些最随性的事情。

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相关知识

月球是地球唯一的天然卫星，距离地球约38万公里，直径约3476公里。它表面布满环形山、月海等地形，本身不发光，靠反射太阳光呈现不同的月相。月球对地球的潮汐现象有显著影响，也是人类探索宇宙的重要起点，1969年人类首次登上月球，推动了深空探测的发展。

BY: Robin George Andrews

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://www.newscientist.com//article/2529785-the-lunar-botanist-with-a-plan-to-farm-vegetables-on-the-moon/

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