太空蔬菜园：让宇航员自给自足

（德国之声中文网）虽然这听起来好像是科幻小说里的情节，但终有一天，宇航员会正式向火星进发。对于科研人员和太空爱好者来说，月球也有着魔幻般的吸引力。比如说在月球上，未来就有可能建成一座空间基地，宇航员可以从那里向更遥远的太空目标出发。不管怎样，他们在很长时间内必须在宇宙飞船或者空间站里生活，与地球没有定期频繁的联系。在这种情况下，后勤补给就成了问题。

因为这些需要长期生活在太空的宇航员整个逗留期间所需要的氧气、食物和水，不可能全部都从地球上带过来。如果一次携带太多的补给品，将耗费巨大，因为在太空航行中，每一公斤多余的重量都会带来负面影响。

生物反应器

从水中提取空气

在这种情况下，所谓的"生命维持循环系统"就能派上用场了。其实，现在的国际空间站（ISS）已经在使用这种循环利用方法，比如水。德国航空太空中心（DLR）的生物学家波尔纳曼（Gerhild Bornemann）解释道："系统对宇航员排出的尿液进行水分提取，余下的微量残留物被收集起来，等到下次返回地球的时候带走。"而提取出来的水则要进行化学净化处理，并重新并入宇宙飞船内部的水循环系统。

水具有至关重要的作用，因为目前国际空间站上的氧气就是通过电解的方式从水中提取的。在这个过程中，电流被导入水中，使得氧和氢发生分离。氢气目前还没有什么用途，被直接排入太空；而氧气则通入空间站里，让宇航员能够呼吸到新鲜空气。

不过，国际空间站始终不会离开地球太远。每年，它都会获得食物和水的补给。然而，如果未来国际空间站要去探寻距离地球更远的太空区域的话，就必须具备自给自足的能力。斯图加特航天系统研究所的宇航工程师布雷特施耐德（Jens Brettschneider）说："在这种情况下，就需要生物循环系统发挥效用了。"他把希望寄托在微型藻类生物身上："它们可以吸收人类呼出来的二氧化碳，制造新的氧气，并且提供生物能。"

海藻提供实物、能量和空气

燃料电池

这些藻类生物在一个所谓的平板反应器上生长。这是一个透明的有机玻璃缸，里面有绿色的水在循环流动。宇航员呼出来的空气不断被通入这些液体中。布雷特施耐德强调："这样可以扩大接触面。此外还通过光照和黑暗交替的刺激方式，促使它快速生长。 "在地球上，现在就可以通过这种方式高效高产地养殖海藻。

此外，还有其他类型的海藻，它们制造的不是氧气而是氢气：这些藻类是厌氧的，生活在没有氧气的反应器中。如果把上述两种类型的海藻反应器结合起来，就可以通过燃料电池获取能源。此外，这个过程还能够产生水。布雷特施耐德解释道："这样就可以实现能源、食物、氧气和二氧化碳的完美循环。而在我们现有的生存维持循环系统中存在的缺口就可以得到填补。"

不仅如此，这位空间技术工程师还将强调，这些反应器里的海藻还具有丰富的营养价值，可以食用。"可以把它做成一种酱，在微波炉里加热食用，或者是研磨之后混入菜肴里。"宇航员每日所需营养的大约20%都可以从微型藻类生物中获取。

玻璃管里长出来的番茄

新鲜蔬菜更好吃

然而，让宇航员每天只吃海藻酱是不行的，他们也需要一些美味食品。生物学家波尔纳曼建议，在通了水流的玻璃试管中培育番茄和其他蔬菜。玻璃管以火山熔岩土填充，以供植物扎根。火山灰不仅可以为蔬菜提供生长所需的营养元素，还有另外一个重要作用：帮助生物垃圾分解成肥料。

这种设想中的"蔬菜种植园"还没有在太空中得到应用。不过在地球上，它已经运行良好，比如在位于科隆的德国航空太空中心的实验室。生物学家波尔纳曼讲述道："一些淘汰的实验设备现在还放在我们的办公室里，有时会把一块吃剩的面包扔进去分解堆肥。"这些蔬菜长势喜人，所以她和同事在休息的时候偶尔会摘两个番茄当作零食吃。

作者：Fabian Schmidt 编译：雨涵

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