真实版火星救援?以色列研究人员在空间站上种植鹰嘴豆

Aviv Labs)太空旅行充满了宇航员必须克服的众多重大挑战和障碍。看看它们是否可以成为将可持续食物来源带入太空的可行选择。其中一项实验旨在看看太空中可持续食物的可行选择是否可能是以色列美食的经典之作。

鹰嘴豆,一种营养丰富且快速生长的超级食品,是鹰嘴豆泥的来源。但是,这种经典的以色列主食可以在太空中种植吗?(图片来源:Aviv Labs)

太空旅行充满了宇航员必须克服的众多重大挑战和障碍。虽然已经取得了一些进展,允许相对较短的轨道旅行,例如留在国际空间站(ISS),但任何长期旅行或留在太空都是一个更加困难的前景。

需要克服的最大挑战之一是拥有可持续的粮食供应。虽然NASA过去在食品方面取得了这方面的进展,但仍然存在问题。

由于国际空间站上缺乏冰箱空间,大多数食物要么脱水,要么真空密封,并且用品每隔几个月才到达一次。这对于空间站的维护来说可能很好,但对于更长的太空飞行和在火星或月球上停留更长时间来说,这是完全不可持续的。

一些以色列实验正前往国际空间站,作为Rakia任务的一部分,它们将在那里进行测试,看看它们是否可以成为将可持续食物来源带入太空的可行选择。

拉基亚国际空间站任务。(图片来源:AXIOM SPACE)

其中一项实验旨在看看太空中可持续食物的可行选择是否可能是以色列美食的经典之作:鹰嘴豆泥。

这是一项不小的研究工作,结合了来自以色列和斯坦福大学的研究人员,Moon2Mars Ventures风险投资基金,沙漠火星模拟拉蒙站(D-Mars)甚至耶鲁厄姆科学中心的高中生的努力,更不用说Eytan Stibbe,他将成为自Ilan Ramon以来第一位前往太空的以色列宇航员,也是有史以来第二位这样做的宇航员。

但是,在所有可能的食物中,为什么是鹰嘴豆泥?

为什么选择在太空中种植鹰嘴豆?

这有几个原因:

首先,鹰嘴豆被认为是一种超级食物,蛋白质,碳水化合物和维生素含量极高,非常饱满。不仅如此,它们也很容易生长。它们的种子到种子周期非常短,可以在高温或低温下生长,或者在一些人可能发现的极端条件下生长。

以色列宇航员Eitan Stibbe。(图片来源:ORI BURG/SPACEX)

但在太空中,远离地球的土壤、资源和阳光,极端条件是前所未有的。

'我们不知道鹰嘴豆是否可以在太空中生长。这是以前从未做过的事情,'SpaceIL的联合创始人兼实验背后的远见者Yonatan Winetraub解释说。

'挑战不仅在于如何种植尽可能多的鹰嘴豆,还在于如何控制它们的种植方式,以便我们最大限度地利用有限的资源。我们越是学会用更少的资源种植粮食,我们就越能为地球上等待我们的挑战做好准备。

这个研究领域被称为合成生物学,它是在太空中种植农作物作为食物的关键,并使太空旅行和殖民地成为可行的选择。

鹰嘴豆种子包含在'微型温室'中,将于2月19日在诺斯罗普·格鲁曼公司的第17次商业补给服务任务中被送往国际空间站。然而,在Stibbe于3月31日起飞后抵达Rakia任务之前,实验不会开始。

国际空间站(ISS)由远征队56名宇航员在联盟号宇宙飞船对接后拍摄,2018年10月4日。(图片来源:NASA/Roscosmos/Handout via REUTERS)

Stibbe只会在国际空间站上停留很短的时间,但实验将在他离开后继续进行。微型温室中的摄像头将允许远程查看和控制用于为鹰嘴豆提供营养的LED灯,以便科学家可以跟踪其生长并查看其是否可以控制它。

这将与地球上种植的鹰嘴豆进行比较,特别是在Mitzpe Ramon的D-Mars站,该站旨在模拟火星的条件。来自耶鲁厄姆科学中心的高中生将分析两人的数据。

该实验的结果备受期待,因为它可以被视为解决宇航员食物危机的重要一步。

宇航员可持续粮食危机。

这场危机也是NASA已经注意到的。最近,美国航天局发起了一项名为'深空食品挑战'的新举措,旨在寻求创新的方式为宇航员提供可持续的食物来源,并为这项工作提供了100万美元。

'在太空旅行的限制下长时间喂养宇航员将需要创新的解决方案,'美国宇航局空间技术任务理事会副局长Jim Reuter解释说。'推动食品技术的界限将使未来的探险家保持健康,甚至可以帮助养活家里的人们。

Image caption 通过Aleph Farms用栽培肉类培养物制成的牛排(图片来源:礼貌)

人们正在尝试的不仅仅是农业。以色列的另一项实验希望为宇航员提供与蔬菜不同的东西:牛排。

以色列公司Aleph Farms近年来因其在替代肉类生产方面的创新而成为头条新闻。从本质上讲,它专注于从培育的非基因工程牛细胞中制作肉类,这一过程非常环保和动物友好。

这个过程的一个主要优点是,它既节省了大量资源,又不需要对动物造成伤害,同时仍然提供牛肉的所有营养和味道益处。

根据最近的生命周期分析,与集约化畜牧业相比,种植牛肉可以显着减少牛肉生产的整体环境足迹,减少92%的温室气体排放,减少95%的土地使用和78%的用水量。

该公司的研究已经取得了相当大的成功,例如完全由培养的细胞种植出优质的肋眼牛排。

但它的成功不仅限于地球。2019年,Aleph Farms与俄罗斯的3D Bioprinting Solutions合作,设法将奶牛细胞送往国际空间站,并能够使它们形成肌肉组织。

现在,这家总部位于雷霍沃特的公司再次走向明星。

但是,在太空中,他们还需要克服其他挑战。

为什么在太空中种植食物如此困难?

由于缺乏重力,流体在太空中的行为与在地球上的行为非常不同。不仅如此,众所周知,太空中缺乏重力会对生理和细胞水平产生不利影响。从本质上讲,这意味着细胞可以通过多种方式受到严重影响,例如大小,形状甚至细胞死亡。

当然,这是已知会影响宇航员的事情,众所周知,由于他们在微重力下的时间,宇航员患有骨质流失或肌肉萎缩等疾病。但这也可能影响培养的细胞,所以这个实验将产生所需的信息。

但更复杂的是,微重力的程度并不是所有地方都一样。国际空间站发现的重力量与月球不同,也与火星不同,火星也与深空等不同。

'例如,在月球土壤上,我们将恢复大约17%的重力,在火星上恢复38%的重力,'Aleph Farms解释说。然而,这意味着他们需要开发一个非常敏捷的强大系统,这将直接使地球受益。

这个实验并不是Aleph Farms在太空中测试其技术的唯一方式。该公司目前还在进行一项实验,看看它是否可以为为期三年的太空任务提供培育牛排生产。该项目已进入美国宇航局深空食品挑战赛的第2阶段,将进一步允许宇航员定制牛排的营养成分,甚至在需要时用更多的维生素和矿物质来增强它。

但是,为什么Aleph Farms想要进入太空呢?该公司已经在与地球上的粮食不安全和气候变化作斗争方面取得了真正的进展,那么是什么让它想要将其技术带入太空呢?

为什么Aleph Farms想要进入太空?

除了它可以为推进太空旅行带来的好处之外,还有另一个原因:它可以进一步证明其产品的可行性和功能性。

在这方面,Aleph Farms将自己与汽车制造商和F1车队进行了比较。在将产品推向主流之前,他们首先在最恶劣的环境中进行测试。这正是Aleph Farms正在做的事情:在几乎没有任何其他资源的环境中测试其产品,然后在地球上应用其技术。

'粮食安全在地球上至关重要,但在太空中也至关重要,'该公司指出。

'在我们的太空计划Aleph Zero中,我们正在建立一个有弹性的基础设施,以确保长期太空任务期间的粮食安全,甚至太空殖民地的粮食安全,同时提高我们在地球上的生产效率。

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