科技马上发展的今天，万古刻的天际旅行对东谈主类来说依然蛮横常勤快的，除了幽闭的小空间可能会对航天员带来心理挫伤以外，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。

航天员的食物从那边来？

如若这些维系生命所必需的物资皆备由地球补充的话，不仅意味着广泛的资本，也意味着咱们对天际的探索注定无法走远……举个例子，根据一项科学研究，六位航天员履行一次火星任务，其食物需求将会重达 12 吨（不含包装净重），而即使是输送资本较低的 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，那往时要探索木星、土星这种更远处的行星，以致是外太阳系，其资本将会高到皆备无法承受的地步，何况补给的时效性也会很是低下。

正因如斯，东谈主们对天际食物的研究从未停驻脚步，比如在当今要求下最容易竣事的天际农场，即径直在空间站或航天器中培植植物并得益食物，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，好意思国航天员以致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，但这些繁衍或培植开采都需要进行复杂的瞎想和长久的鬈曲来模拟地球生态系统，材干让动植物们在开采中广泛孕育，若要作念到在天际中竣事食物艰苦创业，当今的开采产量还远远不够，还需要增多开采体积和数目，这无疑会占据大宗航天器空间。

左图：国外空间站上进行蔬菜培植的开采（Veggie）。图片来源：NASA

右图：国外空间站中培植出来的辣椒。图片来源：ISS Research

为了寻找愈加便捷又省俭空间和资本的智商，有科学家将主见投向了小行星：从小行星开采有机物，经过省略措置后喂食给细菌，细菌会消化它们，并酿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研究仍是进行了数百年，天然那时咱们无法径直从小行星得回样本，但这并不妨碍它们我方过来找咱们，每年都会有大宗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。

经过长久研究，科学家们将陨石按照身分分为三大类：石陨石，石铁陨石，铁陨石，并依据陨石中的具体结构和身分，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，球粒陨石指的便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% 都是球粒陨石。

Allende陨石上的球粒。图片来源：Wikipedia

这些陨石中的球粒被合计在太阳系酿成之初，由星云物资径直冷却酿成的，它们酿成后由小球粒纠合酿成小个头的小行星，小行星们又彼此碰撞孕育，酿成如今太阳系内的岩质行星，而那些未能酿成岩质行星的小行星们则聚首在了小行星带。

根据陨落在地球上的球粒陨石的高比例，不错推测在小行星带内的绝大部分小行星的身分也都与球粒陨石近似，何况由于球粒是太阳系内最陈旧的固体物资之一，关于研究太阳系早期的历史具有枢纽路理，科学家们对球粒陨石的研究很是上心，并对它们的身分结构进行了详备分析。

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 开首的被归为碳质球粒陨石，在这些陨石中含有浓度很是高的有机化合物，有些陨石中有机物可能占其分量的 5% 傍边。

其中，被研究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都是大分子有机物，默奇森陨石和塔吉什湖陨石的主要有机物身分见下图。

默奇森陨石和塔吉什湖陨石的主要有机物身分。图片来源：作家好处

这些有机物在刚被发现的时候，激发了人人喜悦，东谈主们纷纷折服在外星存在生命，以致就连地球上的生命也都来自外星，因为那时东谈主们合计惟一世命历程材干酿成有机物。然则很快，经过详备的研究发现，在天然情景下，化学反映也能酿成有机物，比如氨基酸的酿成立仅需一些省略的无机物：

由省略无机物酿成氨基酸（最右侧化学式）的化学反映方程式。图片来源：Wikipedia

此外，这些有机物均由天然的化学反映酿成的左证还包括：陨石和地球上的同种有机物在分子结构上是存在互异的，好多都是同分异构体（分子式筹商，结构不同）；手性不同，陨石中的有机物既有左旋，也有右旋，但地球上由生命酿成的有机物都惟一左旋结构。

氨基酸的手性暗意图，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

何况跟着科技的跳跃，科学家们也驱动在远处的星云中发现了有机物的信号，这一切都在告诉咱们，有机物在天地中是庸俗存在的。时于当天，陨石中、天地中存在有机物这件事仍是成为科学界的学问。

怎样材干“吃掉”小行星？

由于这些陨石中含量最大的有机物都是一些近似塑料的大分子有机物，径直“吃”细目是不推行的，因此科学家们鉴戒了一个最新竣事的塑料微生物措置实验。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封锁酿成一系列低分子量的碳氢化合物，然后运用细菌措置这些碳氢化合物，截止发现细菌能广泛消化这些碳氢化合物，并大宗生息。

科学家们合计，往时航天员也不错运用热解的形势措置开采出来的富含碳质球粒的小行星矿物，然后运用细菌消化这些物资，由于细菌孕育速率极快，它们将会延绵赓续的为航天员提供饱胀的食物。

此外，就在本年，还有科学家通过实验发现，如若径直将陨石打碎成粉，在缺氧要求下，假单胞菌科的一些细菌以致能径直运用这些陨石粉末活命并长久生息下来。

这些实验都透露，先运用细菌“吃”小行星，东谈主再“吃”细菌产生的生物资，这可能是一个远景浩荡的天际食物决议。

为了搞明晰小行星能提供几许有机物，科学家们以小行星（101955）贝努（Bennu）为例进行了蓄意。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，质料为 7760 万，且其身分与碳质球粒陨石身分相通。

小行星贝努。图片来源：Wikipedia

经过蓄意，他们发现，仅小行星贝努在最低恶果情况下产生的生物资，饱胀 631 位航天员一年的食物浪掷，而在最高恶果的情况下，饱胀 17000 位航天员一年的食物浪掷。

通过换算后科学家发现，在最低恶果情况下，为了供应一位航天员一年的食物需求，需要措置约莫 16 万吨小行星矿物；在最高恶果情况下，则仅需措置 5000 吨小行星矿物。

通过蓄意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]

天然这个研究看上去很有出路，但往时的航天员如若的确在履行长久任务时必须以细菌为生的话，这几许惨了点吧？

往时还需更多探索

发现小行星手脚往时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调动，更是东谈主类相宜极点环境、竣事星际旅行梦念念的病笃一步。

天然，将小行星转动为食物来源仍靠近诸多时刻挑战与伦理考量，让咱们以绽放的心态和不懈的致力，不息在这条充满未知与古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天地中的并立孤身一人旅者，而是东谈主类探索天地的亲密伙伴。

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