#优质图文扶持计划# 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清楚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

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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，它在很大程度上是一部虚构作品。但要找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，最近环绕月球的阿尔忒弥斯二号任务提醒人们，美国国家航空航天局（NASA）正致力于在月球表面建立一个永久基地。从地球运送预包装食品可能足以暂时养活那里的居民。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。

要做到这一点并非易事——她已获得美国国家航空航天局的一笔大额资助，继续开展研究，破解在月球上种植蔬菜的难题。

《新科学家》采访了阿特金，内容涉及她在自己家中建立实验室、她关于月球温室的梦想——以及未来月球宇航员可以期待什么样的餐食。

罗宾乔治安德鲁斯：你为什么选择研究空间植物学？

杰西卡阿特金：如果我们想在那里种植植物，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生存，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，我们只需要把它们都弄明白。

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，我不会依赖家人来支付费用。所以我想，那我能做些什么呢？我知道如果服役四年，军队可以支付我的本科学费。我曾是一名警察。他们派我去伊拉克训练伊拉克警察。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。这不一定是我所认同的，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？

向月球运送一磅（约半公斤）任何材料的成本可能高达10万美元。所以，我们实在无法运送土壤。我们将不得不运送预包装食品，并且必须使用水培技术，就像国际空间站（ISS）上那样。但我们或许应该投资于各种方法，以努力实现长期驻留。

月球表岩屑——月球的土壤——对农业来说是极差的，不是吗？

它有很多问题。首先，结构很糟糕。颗粒小、尖锐且带正电——它会粘在所有东西上，而且非常锋利，会在植物上造成微撕裂。它甚至会在宇航员的宇航服上造成微撕裂。吸入它是个问题。当你给类似婴儿爽身粉的东西浇水时，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。此外还有大量铝，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

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

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，可以在阿波罗任务带回的真实月壤中种植拟南芥。拟南芥生长得有些应激，但这一发现证明植物能在真实月壤中生长，令人惊叹。有机物质也已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视了。我当时想，等等，我们漏掉了一个重要的组成部分。

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扎根的关键因素，所以我想探索这种共生关系是否能帮助植物在月球表岩屑中立足。既然真菌能帮助植物在地球上站稳脚跟，那么看看它们能否在月球上帮我们实现同样的目标是合理的。

你为什么将鹰嘴豆作为潜在的月球作物来关注？

它们不是典型的模范作物。人们种植生菜、番茄——但豆类在很大程度上被忽视了。它们富含蛋白质，而且若想让大家保持强壮健康，仅靠生菜是远远不够的。鹰嘴豆还会发出信号，招募微生物来与之协作。它们耐逆性强，不需要频繁浇水，也不喜欢被过多干预。把它们置于最恶劣的环境中，它们反而能表现出色。

在你获得一项颇具声望的NASA资助之前，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？

刚开始做这件事的时候，这类实验还不是常规操作，我所在的学校也没有很多研究太空领域的人员。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，他愿意和我一起推进我的想法。我们向美国国家航空航天局提交了一份提案申请资金支持。该机构表示这个想法很好，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。

你们是否设法使用了阿波罗任务取回的实际月壤？

美国国家航空航天局（NASA）位于得克萨斯州休斯敦的约翰逊航天中心存有真正的月壤，但他们发放得非常少。我使用了由地球上发现的类月火山岩制成的模拟物，这种模拟物能复制阿尔忒弥斯任务着陆点——月球高地的情况。我收集了初步数据，向NASA提交了另一项资助申请，该申请获得了批准。

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

杰西卡阿特金成功地在混合了有机物和真菌的模拟月尘中种植出了鹰嘴豆迈克尔米勒得克萨斯农工大学农业生命科学学院

迈克尔米勒德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，来研究需要多少有机物质才能培育出健康的植物和健康的微生物。我们找到了有机物质和真菌的混合比例，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。鹰嘴豆发芽比在地球土壤中更快，这有点令人惊讶。尽管如此，任何生长在月壤中的植物都处于应激状态；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检测这些种子，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——植物正在从月壤中吸收这些金属。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改良成适合种植的土壤，这样我们就能在里面种植其他植物了。

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

我们将面临比国际空间站上通常遇到的多得多的辐射，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。此外，我们需要补充照明：会有两周的月昼，但之后是两周的月夜。另外，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，比如肉类和鱼类，情况如何呢？

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种植的作物中，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，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感觉？

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肯定会需要尽可能多的太空植物学家，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。我们需要登上月球才能实际测试这些东西。这是我的最终目标。但我很乐意以任何方式为任务做出贡献，无论是在地球上，还是——希望能——在太空中。

我们以前曾瞥见过大爆炸之前的景象，而它并非我们所预期的那样。大爆炸并非万物的开端，但我们一直无法看到它之前发生了什么。现在，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，但此前我们一直无法窥见其之前的景象。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？

这就是我的梦想。我可以告诉他们我需要多大尺寸的宇航服——请让我跟着一起去就行。我开玩笑说我可以当月球清洁工，去那里清理金属。

你之前曾提到，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。她是否还在世呢？

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，就像所有奶奶那样。不过她会觉得很开心。但她不会惊讶的，毕竟我总是做些最随性的事情。

加入艾玛查普曼的行列，她将揭示射电观测如何帮助科学家解决宇宙学中一些最重大的问题，从暗物质和暗能量的本质，到在最极端条件下检验爱因斯坦的广义相对论。

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。它的表面遍布环形山、月海等地形，无大气层与液态水。月球的引力会引发地球潮汐，也是人类首个成功登陆的地外天体，承载着人类探索宇宙的重要意义。

BY: Robin George Andrews

FY: AI

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