猜猜看，一瓶超市里一两块钱的矿泉水，送上太空，到空间站内航天员的手里，要花多少钱？
答案是——7万元人民币！
这是一组令人咋舌的统计数据：一名航天员吃掉一个125克的苹果，成本是1.7万元人民币；把1公斤食物运上太空，成本超过14万元……算上主食，一顿饭要45万元。
而据美国宇航局估算，把食物送到月球和火星的成本，还要至少高出数倍。
在月球甚至火星上建立家园，是全人类的梦想。我国已正式提出拟于2028年前后实现载人登月，建立国际月球科研站，并以此为跳板实施载人登火和建立火星基地。美国也提出了重返月球的“阿尔忒弥斯”计划。而就在24日，马斯克雄心勃勃地宣布，用新一代重型运载火箭“星舰”进行载人探测火星任务有望在4年后进行。
浙大二附小学生表演的情景剧《太空种子：菜园里的奇迹》。受访者供图
阻碍地球人成为“多星球物种”的头号拦路虎——你或许想不到——是如何解决吃的问题。
根据当前技术水平，载人地-火往返及驻留火星航天员生存所需的氧气和水，基本上可通过物化再生技术解决。最大的问题是食物供给，由于空间运输能力有限，不可能带这么多吃的。强行携带的话，那经济代价我们无法承受。
为了人类能够离家远行，实现载人深空探测，我们把植物种子送到太空，在恶劣的外层空间环境下，研究怎么让它高效地生长、开花、结果，从而实现整个种植流程的技术。
而有一群浙江的小学生，非常幸运地参与到了这个堪称“史诗级”的、关系到人类未来命运的科研进程中去。
小学生验证如何在月球上种菜
这或许是全世界最拉风的小学科学课了。
9月23日，“星地对比植物种植”航天科学教育活动启动仪式，在杭州市求是教育集团浙江大学附属第二小学举行。在这个实验中，小朋友们可以把自己的实验室搬到我们头顶520公里高的近地轨道，对比小番茄种在卫星里和地球上有啥不一样。
“星地对比植物种植”发起人王慧泉致辞。受访者供图
这次公益性航天科学教育活动，以浙大研制的科学实验卫星为依托，在星上开展小番茄全生命周期种植。活动由省科学技术协会指导，浙江大学航空航天学院、浙大先进技术研究院、浙大科技协会和杭州市求是教育集团共同发起。
“别看实验卫星的体重才区区25公斤，里面的植物种植装置可是有全套的自动浇水、大气温湿度控制、光照调节等系统。”作为活动发起人的浙江大学航空航天学院教授、浙大微小卫星研究中心副主任王慧泉向潮新闻记者介绍，卫星里的摄像头记录植物生长情况并传回地面，小朋友们在地面同步开展小番茄种植，通过相机记录植物生长情况，每周2至3次记录湿度、光照、温度等参数，并上传数据及植物照片至指定网站，完成打卡。
据悉，这项实验，由每2到3名小朋友组队报名，10月10日开始线上答题，11月初完成选拔。预计2025年1月将发射卫星，届时将抽选若干队伍，前往酒泉卫星发射中心现场观摩火箭发射。活动将持续至明年6月底。
舞台上的大南瓜和此次星地对比采用的立方星组件。受访者供图
启动仪式现场，在最显眼的约120斤重的太空育种大南瓜边，潮新闻记者看到了实现植物全生命周期种植的装置，十分小巧，可以全自动执行。
“小学生获取的数据将成为科研数据的一部分，通过对比分析，找到小番茄种植的核心影响因素，从而提升太空种植效益。”王慧泉强调，“如果这项技术验证成功，就能直接用于未来的月球科研站甚至火星基地的实验。”
也就是说，浙江孩子在卫星里培育出来的新品种小番茄，未来有一天有可能被端上月球科研站或火星基地的餐盘。
据王慧泉透露，如果本次试验获得成功，下一步计划就是把这颗卫星送入绕月轨道，尝试在月球附近把植物种出来。
让航天员告别“黑暗料理”
吃，对于“久居天宫”的航天员来说无疑是一件大事。
刚刚过去的中秋节，神舟十八号飞行乘组在中国空间站内除了品尝莲蓉馅的“太空月饼”，还分享了香辣羊肉、土豆牛肉、红烩猪排、奶香鸡米、马蹄糯米糕等，这是提前根据每名航天员的口味准备的个性化“中秋大餐”。
如今的航天食品不仅花色繁多，而且多为“重口味”。
这不是因为航天员都是吃货，而是因为人在失重环境里时间久了，都会出现一种叫“查理·布朗效应”的生理反应，就像得了重感冒——鼻塞、口中无味、嗅觉和味觉都变得迟钝，食欲受到影响。
第一代的“牙膏食品”。图源：上观新闻
而丰富的食物品种可以刺激人的食欲，以增加食物摄入量。中国航天员的饮食中就包含了多种酱料，比如川味辣酱、叉烧酱、海鲜酱等。
一个基本事实是，人类上太空已经63年了，但航天食品几乎全由地面供应。这意味着，太空食品基本上与“新鲜”二字无缘。
潮新闻记者翻阅航天员口粮标准，发现每人每天的食品要能提供2000至3000大卡的热量，要求营养丰富、味美可口、品种多样、体积小、重量轻、易吸收、少残渣。
1961年4月12日首次太空之旅，“太空第一人”尤里·加加林的太空餐装在60多支牙膏状的铝管中，每支装有140至160克的肉泥、浓缩罗宋汤或巧克力酱。进食是“挤牙膏”的方式，这样既不影响飞行设备，也能让人很好地吸收食物。
在“牙膏食品”之后，科研人员又研制出“一口酥”式的食物，也就是将固体食物压缩成小方块糕点，一口一块，以防掉渣、到处飘浮。
一口吃太空食品。图源：上观新闻
然而，在航天员眼里这些第一代太空食物纯属“黑暗料理”，太难吃了。1961年8月，“太空第二人”格尔曼·季托夫在25小时飞行过程中吃了3次“牙膏食物”，可回到地球时仍感觉非常饥饿，因为在太空中消耗的热量比地球上多得多。
《上海航天报》原总编辑游本凤告诉记者：“美国阿波罗飞船的航天员们认为吃这些东西如同嚼蜡，使得一日三餐变成了一种负担，令他们生厌。”
难吃的太空食品影响了航天员们的工作情绪和身体健康，引起科研人员的高度重视。他们经过大量地面试验证明，在失重条件下，带有黏性的酱、浓汤、果汁，及勾芡过的菜肴、肉块、鱼块等，是能用勺子、叉子进食的。于是，航天食谱中增加了煎牛排、牛舌、肉饼、鸡柳、红菜汤和黑面包等。
不过，航天食品还是缺乏“新鲜”二字，尤其是新鲜蔬菜水果和肉类。
中国航天员科研训练中心臧鹏表示，着眼未来深空探测任务，我国布局了在轨烹饪、地外生存新型食品创制关键技术研究，为长期地外生存提供基础保障。
图源：中国载人航天微信公号
既然在载人空间站内可能可以开火炒菜，那么生产新鲜食材也摆上了研究日程。作为太空农业重要组成部分的太空种养，就是在航天器里或外星球上直接种植和养殖农产品，为航天员供应美食。
2022年年底，中国空间站进入应用与发展阶段。迄今，问天实验舱装载的生命生态实验柜完成了太空环境下水稻和拟南芥的全生命周期培养实验，在国际上首次在轨获得水稻种子。而空间站的两套太空栽培装置分别于去年6月和8月启用，其中第一套开展生菜栽培验证实验，第二套开展樱桃番茄和小葱的栽培试验。
“拥有宇宙辐射和微重力的太空环境，可对植物DNA遗传物质产生作用，有可能使其发生变异。返回地面后研究人员进行筛选，有部分变异是人们需要的，比如产量增加和/或品质提高，这就是太空育种，也是中国航天的一大优势。”在当天活动现场，原中国航天员科研训练中心研究员郭双生告诉潮新闻记者，有的太空蔬菜会同样美味可口，如太空甜椒可直接生吃、味道微甜且清脆爽口，通过太空育种获得的紫红薯生食味甜，水分足，口味像是优质水果，熟食集香、软、甜于一体。
图源：美国宇航局官网
据统计，通过太空育种获得的蔬菜，维生素含量通常高于普通蔬菜2倍以上，对人体有益的微量元素含量，铁提高7.3%、锌提高21.9%、铜提高26.5%、磷提高21.9%、锰提高13.1%、胡萝卜素含量提高5.88%。太空紫红薯的赖氨酸、铜、锰、钾、锌的含量高于一般红薯3-8倍，尤其是抗癌物质碘、硒的含量比其它红薯高出20倍以上。
那么接下来，可以考虑向月球和火星进发了。
未来的火星生活这样过
以目前的技术水平，人类并非不能登上月球或火星，关键问题是难以长期驻留，其重要瓶颈是如何实现前往、驻留和返回地球全任务周期中食物、氧气和水的持久供应。
国际上普遍认为，解决这一问题的根本途径是建立与之相适应的受控生态生命保障系统（controlled ecological life support system，受控生保CELSS）。
郭双生博士正是国内CELSS技术领域的开拓者，从上世纪90年代以来主持建成了多种试验设备，并组织开展了多人多天的系统集成试验，实现大量关键技术攻关。
“假定执行火星飞行任务的乘组人数为4人，飞行时间为500天，那么在整个飞行期间最起码需要1.24吨食物、1.66吨氧气和8.12吨饮用水。”郭双生透露，这还是整个任务期间航天员不洗澡也不洗衣，维持生存的最低标准。想要满足上述需要，只能建立自给自足的受控生态生保系统。
CELSS就是基于月球或火星等地外星球表面环境特点而人工建造的密闭微生态循环系统，以植物光合作用为出发点，合理、高效、可控地组合和运用“生产者（植物）”、“消费者（人/动物）”和“分解者（微生物）”之间的关系，实现有限资源的重复再生利用，是一种全封闭、基本自给自足和自主物质循环的生命保障系统。
火星基地受控生态生保系统设想图。图源：《空间受控生态生命保障技术》（郭双生编著）
“目前，在空间站内可以将80%的氧气和水进行回收。对人呼出及排汗出来的冷凝水甚至是尿液进行回收，并将其中一小部分拿出来培养植物。”郭双生对潮新闻记者说，在蔬菜品种方面，要考虑航天员如何吃得方便，不需要怎么烹饪就能吃。“目前重点培养的是摘下就可食用的沙拉型蔬菜，如生菜、大白菜、油麦菜、青菜、番茄、辣椒，并在尝试培养草莓。以后的大型空间站，乃至月球、火星基地，预计将会大面积栽培小麦、水稻、大豆、豌豆、花生等粮食和油料作物。”
多年来，郭双生一直在研究月球农场、火星农场。“在外太空，我们不仅要栽培植物，还要养殖动物，包含小乳猪、肉/蛋鸡、鹌鹑，还有鱼类，共同特点是个头小、长得快、产肉产蛋多，且能吃的部分多，不能吃的部分少——我们叫‘收获指数’。另外，候选动物的异味不能太重。以后，还要培育蘑菇等食用菌以及螺旋藻、小球藻等微型藻类，保证营养的多样性和均衡性。”
返回地球的航天员曾经告诉郭双生，当在狭小、密闭、满眼是金属和塑料的空间站里，出现一抹春意盎然的绿色时，他/她们的满足感油然而生，有种回到地球的感觉，心情一下子更愉悦了。
你瞧，人类毕竟是地球的孩子。无论孩子离家多远，依旧眷恋着母亲和家园。
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