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科技赶紧发展的今天，永劫刻的天际旅行对东谈主类来说依然怀念常繁重的，除了幽闭的小空间可能会对航天员带来热诚挫伤以外，航天器有限的载重如安在东谈主员、水、空气以及食物之间取得均衡亦然一个很大的问题。

航天员的食物从那里来？

如若这些维系人命所必需的物资齐全由地球补充的话，不仅意味贯注大的资本，也意味着咱们对天际的探索注定无法走远……举个例子，根据一项科学询查，六位航天员实践一次火星任务，其食物需求将会重达 12 吨（不含包装净重），而即使是运输资本较低的 SpaceX，其每千克载重的资本也高达 2720 好意思元。

如若说载东谈主探索火星还属于咱们咬咬牙就能够达到的水平，那改日要探索木星、土星这种更远方的行星，致使是外太阳系，其资本将会高到齐全无法承受的地步，况兼补给的时效性也会至极低下。

正因如斯，东谈主们对天际食物的询查从未停驻脚步，比如在当今要求下最容易竣事的天际农场，即平直在空间站或航天器中耕作植物并收成食物，仍是在中国和好意思国的两个空间站内进行了屡次实验，并仍是在天际中培育出了多种蔬菜，好意思国航天员致使早已在天际吃到了他们种下的生菜、胡萝卜和辣椒等蔬菜。

中国空间站上产出的蔬菜。图片来源：CCTV

除了蔬菜以外，东谈主们还试图在天际中繁衍藻类、蘑菇以及虫豸等，但这些繁衍或耕作确立皆需要进行复杂的假想和恒久的爱护来模拟地球生态系统，才气让动植物们在确立中平时滋长，若要作念到在天际中竣事食物勤勤俭俭，当今确凿立产量还远远不够，还需要增多确立体积和数目，这无疑会占据多半航天器空间。

左图：海外空间站上进行蔬菜耕作确凿立（Veggie）。图片来源：NASA

右图：海外空间站中耕作出来的辣椒。图片来源：ISS Research

为了寻找愈加便捷又省俭空间和资本的要津，有科学家将眼神投向了小行星：从小行星拓荒有机物，经过简便管束后喂食给细菌，细菌会消化它们，并变成东谈主类可食用的有机物。

小行星中也有有机物

东谈主类对小行星的询查仍是进行了数百年，诚然其时咱们无法平直从小行星获得样本，但这并不妨碍它们我方过来找咱们，每年皆会有多半小行星的碎屑陨落到地球上，咱们将其称之为陨石，根据估算，每年陨落的陨石数目高达 1.7 万颗。

经过恒久询查，科学家们将陨石按照要素分为三大类：石陨石，石铁陨石，铁陨石，并依据陨石中的具体结构和要素，进一步将这三大类陨石分为更多的陨石组，比如，在石陨石之下又按照陨石的结构，将其分为球粒陨石和无球粒陨石，球粒陨石指的即是陨石中存在球状颗粒的类型。据统计，陨落在地球上的陨石中有 86% 皆是球粒陨石。

Allende 陨石上的球粒。图片来源：Wikipedia

这些陨石中的球粒被以为在太阳系变成之初，由星云物资平直冷却变成的，它们变成后由小球粒融合变成小个头的小行星，小行星们又相互碰撞滋长，变成如今太阳系内的岩质行星，而那些未能变成岩质行星的小行星们则采集在了小行星带。

根据陨落在地球上的球粒陨石的高比例，不错臆想在小行星带内的绝大部分小行星的要素也皆与球粒陨石雷同，况兼由于球粒是太阳系内最迂腐的固体物资之一，关于询查太阳系早期的历史具有环节真谛，科学家们对球粒陨石的询查至极上心，并对它们的要素结构进行了正式分析。

他们将球粒陨石分为 15 个不同的陨石组（CI，CM，CO，CV，CK，CR，CH，CB，H，L，LL，EH，EL，R 和 K），其中以 C 源头的被归为碳质球粒陨石，在这些陨石中含有浓度至极高的有机化合物，有些陨石中有机物可能占其分量的 5% 控制。

其中，被询查得很深的碳质球粒陨石包括默奇森陨石（Murchison）和塔吉什湖陨石（Tagish Lake），科学家们在它们中发现了包括酮、烷烃、羧酸、氨基酸、甲烷以及多环芳烃在内的多种小分子有机物，然则其中绝大部分有机物皆是大分子有机物，默奇森陨石和塔吉什湖陨石的主要有机物要素见下图。

默奇森陨石和塔吉什湖陨石的主要有机物要素。图片来源：作家刚正

这些有机物在刚被发现的时候，激发了内行开心，东谈主们纷繁服气在外星存在人命，致使就连地球上的人命也皆来自外星，因为其时东谈主们以为唯有人命流程才气变成有机物。然则很快，经过正式的询查发现，在天然景况下，化学反馈也能变成有机物，比如氨基酸的变成就仅需一些简便的无机物：

由简便无机物变成氨基酸（最右侧化学式）的化学反馈方程式。图片来源：Wikipedia

此外，这些有机物均由天然的化学反馈变成的笔据还包括：陨石和地球上的同种有机物在分子结构上是存在各异的，很多皆是同分异构体（分子式交流，结构不同）；手性不同，陨石中的有机物既有左旋，也有右旋，但地球上由人命变成的有机物皆唯有左旋结构。

氨基酸的手性默示图，它们的结构镜像对称，然则无法通过平移重合到沿途。

图片来源：Wikipedia，作家

况兼跟着科技的卓越，科学家们也开动在远方的星云中发现了有机物的信号，这一切皆在告诉咱们，有机物在全国中是庸碌存在的。时于本日，陨石中、全国中存在有机物这件事仍是成为科学界的学问。

 怎么才气"吃掉"小行星？

由于这些陨石中含量最大的有机物皆是一些雷同塑料的大分子有机物，平直"吃"细则是不实际的，因此科学家们鉴戒了一个最新竣事的塑料微生物管束实验。在这个实验中，东谈主们将塑料热解（400 ℃ -900 ℃），让大分子的长链有机物阻扰变成一系列低分子量的碳氢化合物，然后诓骗细菌管束这些碳氢化合物，截止发现细菌能平时消化这些碳氢化合物，并多半孳生。

科学家们以为，改日航天员也不错诓骗热解的模样管束拓荒出来的富含碳质球粒的小行星矿物，然后诓骗细菌消化这些物资，由于细菌滋长速率极快，它们将会绵绵束缚的为航天员提供敷裕的食物。

此外，就在本年，还有科学家通过实验发现，如若平直将陨石打碎成粉，在缺氧要求下，假单胞菌科的一些细菌致使能平直诓骗这些陨石粉末活命并恒久孳生下来。

这些实验皆解释，先诓骗细菌"吃"小行星，东谈主再"吃"细菌产生的生物资，这可能是一个远景广袤的天际食物决策。

为了搞明晰小行星能提供些许有机物，科学家们以小行星（101955）贝努（Bennu）为例进行了缱绻。小行星贝努是东谈主类当今仍是登陆并取回样本的两颗小行星之一，另一颗为小行星（162173）龙宫（Ryugu），贝努的直径小于 500 米，质地为 7760 万，且其要素与碳质球粒陨石要素相同。

小行星贝努。图片来源：Wikipedia

经过缱绻，他们发现，仅小行星贝努在最低效果情况下产生的生物资，敷裕 631 位航天员一年的食物耗尽，而在最高效果的情况下，敷裕 17000 位航天员一年的食物耗尽。

通过换算后科学家发现，在最低效果情况下，为了供应一位航天员一年的食物需求，需要管束大致 16 万吨小行星矿物；在最高效果情况下，则仅需管束 5000 吨小行星矿物。

通过缱绻得到的小行星贝努能提供的最低（橘色方框）和最高（红色方框）食物量。图片来源：参考文件 [ 1 ]

诚然这个询梭巡上去很有长进，但改日的航天员如若确切在实践恒久任务时必须以细菌为生的话，这些许惨了点吧？

改日还需更多探索

发现小行星算作改日航天员食物来源的潜在价值不仅是对传统天际食物供应体系的一次矫正，更是东谈主类相宜顶点环境、竣事星际旅行梦念念的进军一步。

天然，将小行星颐养为食物来源仍靠近诸多期间挑战与伦理考量，让咱们以通达的心态和不懈的神勇，持续在这条充满未知与遗迹的天际探索之路向前行。大概在不远的将来，小行星将不再只是是全国中的孑然旅者，而是东谈主类探索全国的亲密伙伴。

参考文件

Pilles E， Nicklin R I， Pearce J M. How we can mine asteroids for space food [ J ] . International Journal of Astrobiology， 2024， 23: e16.

策动制作

出品丨科普中国

作家丨地星引力

监制丨中国科普博览

责编丨董娜娜

审校丨徐来 林林

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