懷揣月球種菜計劃的月球植物學家

月球植物學家計劃在月球種植蔬菜

——專訪NASA資助科學家杰西卡·阿特金，揭秘人類首個月球農場的誕生之路

那位計劃在月球上種植蔬菜的月球植物學家

杰西卡·阿特金比任何人都更了解為月球基地供應食物需要些什么。她揭示了如何建造月球農場以及宇航員們可以期待吃到什么。

克拉維的東西

克拉維的物品

宇航員馬克·沃特尼被困在火星上，必須在餓死之前想辦法在這顆星球嚴酷的赭色土壤中種植土豆。這是《火星救援》的情節，它是一部虛構作品。但說到現實中的太空植物學家，杰西卡·阿特金就是一個很好的例子。

她的技能可能很快就會派上用場。畢竟，阿爾忒彌斯二號繞月任務提醒我們，NASA正致力于在月球表面建立永久基地。從地球運送預包裝食品或許能暫時滿足那里人員的需求，但要讓月球基地真正實現自給自足，宇航員們需要自己種植作物。

做到這一點并非易事。她獲得了美國國家航空航天局的一筆大額資助，以繼續她的研究，破解如何在月球上種植蔬菜的難題。

《新科學家》曾與阿特金談及在自家設立實驗室、她關于月球溫室的夢想——以及未來月球宇航員能期待什么樣的餐食。

羅賓·喬治安德魯斯：你為什么選擇研究空間植物學？

Jessica Atkin：如果我們想在那里種植植物，我們該怎么做呢？在地球上，植物不是獨自生長的。我們需要微生物。既然它們能幫助我們在地球上定居，為什么不能幫助我們在月球上定居呢？大自然給了我們所有答案；我們只需要把這些都弄明白。

但在進入學術界之前，你曾在美國軍隊服役。

參軍并非我的長期計劃。我知道如果要上大學，不能依賴家人資助。所以我想，我能做些什么呢？我知道如果服滿四年兵役，軍隊可以支付本科學位的費用。我曾是一名警察。他們派我去海外訓練當地警察。回國后，我成了一名槍械教官。但我知道那種生活方式不適合我。這不一定是我認同的，但它確實教會了我很多。

我們為什么要嘗試在月球表巖屑中種植作物，而不是將地球土壤運到月球呢？

往月球運送一磅（約半公斤）任何特定材料的費用可能高達10萬美元。所以，我們沒法真正運送土壤。我們將不得不運送預包裝食品，并且要像國際空間站（ISS）那樣使用水培技術。但我們或許應該投資于各種方法，以努力實現永久駐留。

月球表巖屑——月球的土壤——用于農業是很糟糕的，不是嗎？

它有很多問題。首先，結構很糟糕。顆粒小、鋒利且帶正電——它會粘在所有東西上，而且非常鋒利，會在植物上造成微小的撕裂。它甚至會在宇航員的宇航服上造成微小的撕裂。吸入它是個問題。當你給像嬰兒爽身粉一樣的東西澆水時，它會形成類似水泥的物質，所以無法滲透到植物根部——因此所有東西都會窒息。

然后是化學成分。它確實含有植物所需的許多物質：磷、鉀、鈣、鎂以及微量營養素。鐵也存在且必不可少，但含量過高會對植物有毒。而且其中鋁的含量很高，這很糟糕，因為它會阻礙植物生長。

在阿特金的一項實驗中，鷹嘴豆的根在模擬月塵中生長
邁克爾·米勒｜得克薩斯農工大學農業生命科學學院

科學家過去為嘗試在月球表巖屑中種植作物做了些什么？

佛羅里達大學的一個團隊曾證明，用阿波羅任務帶回的真實月壤可以種植擬南芥。這些植物雖處于應激狀態，但能在真實月壤中生長的結果令人驚嘆。有機物質也被添加到月球模擬土壤中。但在我開始研究時，微生物在很大程度上被忽略了。我當時想，等等，我們漏掉了一個重要組成部分。

而這正是你的工作發揮作用的地方……

我知道真菌是幫助植物在地球上定居的關鍵因素，所以我想探索這種相同的共生關系是否能幫助植物在月球表巖屑中扎根。既然真菌幫助植物在地球上站穩了腳跟，那么看看它們是否能在月球上幫我們做同樣的事情是有道理的。

你為什么將鷹嘴豆作為潛在的月球作物重點研究？

它們不是典型的模范作物。人們種植生菜、西紅柿——但豆類在很大程度上被忽視了。它們富含蛋白質，而且如果你想讓大家保持強壯和健康，只吃生菜是不夠的。鷹嘴豆還會發出信號，招募微生物來與它們合作。它們耐受力強；不需要澆那么多水。它們不喜歡被過多打擾。把它們放在最惡劣的環境中，它們反而能長得很好。

在你獲得一項著名的NASA資助金之前，你在自己家里建立了一個植物實驗室，對嗎？

它當時在我的客廳里

你為什么需要在家里建立一個實驗室？

早些年開始做這件事時，這類實驗還不是常規操作，而且我所在的學校里研究航天領域的人員并不多。不過，我在得克薩斯農工大學的教授研究植物與微生物的相互作用，他愿意和我一起落實我的想法。我們向美國國家航空航天局提交了一份資金申請，該機構認為這個想法很好，但我們缺乏足夠的初步數據。于是，我自己開始了所有實驗用品并完成了實驗。

你們是否成功使用了阿波羅任務取回的實際月壤？

在德克薩斯州休斯頓的NASA約翰遜航天中心確實有真實的月壤，但他們分發得非常少。我使用的是由地球上發現的類月火山巖制成的模擬物，這種模擬物復制了未來阿爾忒彌斯登月點——月球高地的情況。我收集了初步數據，又向NASA申請了一筆撥款，這筆撥款獲批了。

杰西卡·阿特金成功在混合了有機物和真菌的模擬月塵中種植出鷹嘴豆
邁克爾·米勒｜得克薩斯農工大學農業生命科學學院

從那以后，你已經搬進了設備齊全的實驗室來進行你的月球鷹嘴豆實驗。結果如何呢？

我們使用真菌和不同量的堆肥，以確定需要多少有機物質才能培育出健康的植物和微生物。我們找到了有機物質與真菌的混合比例，在這種比例下植物生長得最好，并且形成了最強的共生關系。鷹嘴豆的發芽速度比在地球土壤中快，這有點令人驚訝。盡管如此，任何生長在月壤中的植物都會受到脅迫；它們結出的種子確實更少。我目前正在讓賓夕法尼亞州立大學對這些種子進行檢測，以確定它們是否有毒。我希望它們沒有毒，但即使有毒也不一定是壞事，因為這意味著我們在進行生物采礦——植物正在將這些金屬從月壤中提取出來。對我來說，這項研究的重點根本不是鷹嘴豆；而是我們正在將這種月壤轉化為可種植的土壤，這樣我們就能在里面種植其他植物了。

假設我們建立了一個擁有可呼吸大氣和過濾水的月球基地。將其改造成月球菜園可能會面臨哪些挑戰？

我們將面臨比國際空間站上常見的更多輻射，而且這里不是微重力環境，而是地球重力的六分之一。這可能會改變我們給植物澆水的方式。另外我們需要補充照明：這里會有兩周的月球白晝，然后是兩周的月球黑夜。此外，宇航員不希望月壤被帶入棲息地。他們會想要一個獨立的溫室，這樣就沒人會暴露在月塵的健康危害之下。

人類飲食中以蛋白質為主的部分呢，比如肉類和魚類？

鷹嘴豆幾乎含有你替代它所需的一切。我認為，在可預見的未來，宇航員飲食中基于蛋白質的部分將來自耐儲存的預包裝食品。

至少他們能做太空鷹嘴豆泥，對吧？你只要把食材放進攪拌機里混合就行。

在太空烹飪的方法不多。你需要吃新鮮的東西。我總是跟朋友開玩笑說，我想在月球上開一家法拉費攤。

那么，月球宇航員從月球溫室中種植的食物里，可能吃到的最精致的一餐是什么呢？

說實話，我會選擇甜食，比如水果。我知道他們一直在太空測試草莓。美國國家航空航天局（NASA）一直在研究草莓在地球上類似空間站的實驗室環境中生長得如何，同時草莓種子已被送往國際空間站（ISS），以研究太空飛行對其生長的影響。

你對被稱為月球植物學家有什么看法？

這讓找工作變得很難。它太小眾了。

但如果阿爾忒彌斯計劃按計劃推進，NASA肯定會需要所有能找到的太空植物學家，對吧？

這就是我的希望我只是在等待這些職位開放。在地球上甚至在太空中創造六分之一的重力都非常困難。我們需要去月球才能真正測試這些東西。這是我的最終目標。但我很樂意以任何方式為這項任務做出貢獻，無論是在地球上，還是——希望能——在太空中。

我們已經瞥見了大爆炸之前的景象，這與我們的預期不符。大爆炸并非萬物的開端，但在此之前我們一直無法看到究竟發生了什么。如今，一種新的宇宙學正在揭開時間起源的面紗。

大爆炸并非萬物的開端，但在此之前的事物一直無法被觀測到。如今，一種新的宇宙學正在揭開時間起源的面紗

如果美國國家航空航天局邀請你去月球建立一個月球溫室，你會怎么說？

那就是我的夢想。我可以告訴他們我需要多大號的宇航服——請讓我跟著去就好。我開玩笑說我可以當月球清潔工，會去那里清理金屬（垃圾）。

你之前提到過，你小時候祖母的溫室如何激發了你對植物學和農業的濃厚興趣。她現在還在世嗎？

她不在了——但她會為我驕傲的。她總是為我驕傲，無論我做什么，就像奶奶們那樣。不過她會覺得很開心。但她不會感到驚訝，畢竟我總是做些最隨性的事情。

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月球是地球唯一的天然衛星，距離地球約38萬公里，直徑約3476公里。它表面布滿環形山、月海等地形，本身不發光，靠反射太陽光呈現不同的月相。月球對地球的潮汐現象有顯著影響，也是人類探索宇宙的重要起點，1969年人類首次登上月球，推動了深空探測的發展。

BY: Robin George Andrews

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

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

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