為了在地球之外生存，人類不光要進食蔬菜，也需要欣賞鮮花。
來源 the Atlantic
撰文 MARINA KOREN
翻譯 祖瑋佳
審校 阿金，劉悅晨
編輯 戚譯引
19 年 1 月初，一簇小巧的綠色植物在月球上發(fā)出了嫩芽。
發(fā)芽的種子正是由中國的航天器嫦娥四號攜帶上月球的棉花。嫦娥四號是人類歷史上第一個登陸月球背面的空間探測器，那是月球從未向世人展示過的一面。與這些種子一起，地球上的那些適宜它們生存的條件一并被帶了過去：水、空氣、土壤和一個提供植物生長所需溫度的加熱系統(tǒng)。簇?fù)碇挠酌缇拖袷且恍∑罹G色的森林，是這貧瘠的月球上難得的一絲生機。
但是，大約一周后，這些幼苗全部枯萎了。
當(dāng)月球的夜晚降臨，沒有了充沛的陽光照射，航天器附近的月表溫度驟降至-52℃。幼芽的加熱系統(tǒng)并不是為了持久運行而設(shè)計的。失去了加熱系統(tǒng)提供的溫度，發(fā)芽的幼苗很快被凍死在月球的低溫下。
可能正如你所料，外太空對植物、人類，及其他大多數(shù)的生物都不友好，除了一類被稱為緩步動物（tardigrades）的生物——這是一種看起來像小熊的微生物，俗稱水熊蟲。如果你從國際空間站里拿出一朵雛菊，讓它暴露在太空的真空環(huán)境中，花朵很快會凋謝。雛菊細(xì)胞中的水分會破壁而出，在太空中以水蒸氣的形式消散殆盡，留下凍干的花朵。
中國的實驗標(biāo)志著生物物質(zhì)在月球上的首次成功培育。（月球上原本就有生物物質(zhì)的存在，美國宇航局 [NASA]禮貌地將其稱作“糞便收容裝置”。）但其實在多年以前，科學(xué)家們就成功的實現(xiàn)了太空中植物的培育。那些被培育的太空植物只是需要比它們在地球的同類多一些關(guān)心和照料。
第一種在太空中成功種植的植物是擬南芥（Arabidopsis thaliana）——一種細(xì)長的有白色花朵的植物。1982 年，一株擬南芥在如今已經(jīng)廢棄的蘇聯(lián)空間站——禮炮號（Salyut）上開花結(jié)果。人們選擇擬南芥來作為太空“開荒”的先鋒植物出于很多現(xiàn)實考量：擬南芥被植物學(xué)家們稱作植物學(xué)研究中的果蠅，是一種模式生物，生命周期很短，可以讓宇航員們在有限的時間內(nèi)開展多項研究和分析。
實驗室培育的擬南芥。圖片來源：Wikipedia, Jucember
如今，國際空間站里生長著植物，那是人類在地球之外唯一的實驗室。它們被培育在可以提供人造太陽光的特殊培養(yǎng)室內(nèi)。種子則被種植在營養(yǎng)豐富的物質(zhì)中，質(zhì)地類似貓砂，并撒有肥料顆粒。水在空間站的環(huán)境下無法自由流動，因而被精心、準(zhǔn)確地輸送到根部。在微重力環(huán)境下氣體有時會聚結(jié)成氣泡，培養(yǎng)室頂部設(shè)置的風(fēng)扇則將空氣推向周圍，保持二氧化碳和氧氣的流動。
空間站中最先進的培養(yǎng)室大小與迷你冰箱相當(dāng)，配有精確的傳感器監(jiān)控內(nèi)部的環(huán)境條件，宇航員只需要定期加水、更換過濾器就可以了。留在地面的科學(xué)家們可以控制一切：從溫度、濕度到氧氣、二氧化碳水平。
植物的演化可不是為了適應(yīng)這種不同尋常的環(huán)境。不過宇航員種植了多種植物，如生菜、蘿卜、豌豆、百日草和向日葵等，它們的長勢都還不錯。“植物適應(yīng)環(huán)境的能力很強，它們也必須這樣——它們不能逃離一開始生長的地方， ”來自 NASA 肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center）的喬伊亞·馬薩（Gioia Massa）說，她研究植物在微重力環(huán)境下如何生長。
科學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn)，缺乏引力這一塑造我們體內(nèi)生物過程的重要因素，并沒有影響植物的正常生長發(fā)育。在地球上，植物的根系會產(chǎn)生類似掐絲工藝的圖案，因為它們從種子中萌發(fā)出來之后需要尋找營養(yǎng)?？茖W(xué)家一直認(rèn)為這種根的向地性運動在一定程度上受到引力的影響。但在國際空間站上，植物的根在沒有重力引導(dǎo)的環(huán)境中仍然表現(xiàn)出了相同的生長模式。
“只要你給了它對的生長環(huán)境，植物并不那么在意引力，” 馬薩說。
太空農(nóng)場
對 NASA 來說，空間站上的培養(yǎng)室是地球外的太空農(nóng)場前身。如果人類前往另一個星球，他們途中將需要足夠的食物。NASA 花費數(shù)年時間，努力完善國際空間站中供給宇航員的恒溫或凍干的前菜和小吃，從炒雞蛋一路發(fā)展為照燒雞肉 。國際空間站的首席科學(xué)家朱莉·羅賓遜（Julie Robinson）說，即使空間站中提供的食物本身特意延長了保質(zhì)期，但它們還是會在去往火星的漫長旅程中變質(zhì)。
對 NASA 來說，空間站上的培養(yǎng)室就像是地球外太空農(nóng)場的前身。如果人類將要前往另一個星球居住，那么在途中他們將需要足夠的食物。NASA花費數(shù)年時間，努力改善在國際空間站中為宇航員提供的恒溫或凍干的食物質(zhì)量，從炒雞蛋到紅燒雞肉。國際空間站的首席科學(xué)家朱莉·羅賓遜（Julie Robinson）說，這些食物本身就是為了更長時間的保存而制作的，但以現(xiàn)在的技術(shù)，它仍然會在去往火星的漫長旅程中變質(zhì)。
羅賓遜還說：“如今，面對這么長時間的旅程，我們還是沒有方法完全保留食物中的營養(yǎng)，即使是凍干食物也不行。“
未來的火星宇航員可能會隨身帶上各種各樣的種子，類似挪威斯瓦爾巴的種子銀行（Svalbard International Seed Vault），以作為第一代作物的“啟動資金”。沒有種子能夠在類似火山灰的火星土壤中生長?；鹦峭寥乐腥狈χ紊挠袡C物質(zhì)，在地球上，有機物質(zhì)由一代又一代的腐爛植物生成。此外，火星土壤中還含有對人體有害的化學(xué)物質(zhì)。宇航員可以用他們攜帶的化學(xué)試劑處理火星上的土壤，洗掉毒素，將其轉(zhuǎn)化為適宜種植的土壤；但可能直接建造跟國際空間站上一樣的培養(yǎng)室更加容易。
位于斯瓦爾巴群島的全球種子庫。| 圖片來源：Wikipedia, Miksu
在火星上，植物很可能被培育在可以調(diào)控氣候的溫室里，扎根于營養(yǎng)豐富的凝膠，沐浴在明亮的光照下，水將通過液態(tài)溶液的方式向根部直接輸送，或者從溫室的天花板上釋放的細(xì)小噴霧攝取。想在火星討生活的任何人，都會需要眾多外太空花園來供養(yǎng)，畢竟你不能在培養(yǎng)皿里種沙拉。
宇航員已經(jīng)成功制作出太空沙拉。2015 年，空間站的宇航員被允許試吃 NASA 首個新鮮食品培養(yǎng)室培育出的羅馬生菜的紅色葉子，他們加了一點香醋醬，嘗了一口?！俺?，”NASA 宇航員凱爾·林格倫（Kjell Lindgren）說，“味道真不錯。”
為了做一小盤沙拉，宇航員花了 33 天來種菜。圖片來源：NASA
馬薩表示，地球上還沒有人擁有太空蔬菜的新鮮樣本?？臻g站上種植的一些植物會被送到地面實驗室進行研究，不過它們通常會被冷凍起來或保存在化學(xué)溶液中。 “冷凍可能會更好，但我認(rèn)為生菜冰棒目前并不會大受歡迎，”她說。
在這些實驗中，NASA的科學(xué)家們考慮的不僅僅是營養(yǎng)。純粹種種花、養(yǎng)養(yǎng)草也是非常好的體驗。研究表明，園藝有助于舒緩情緒，保持良好的心理健康狀態(tài)。 未來的深空宇航員，多年與同一群人關(guān)在一艘小型飛船里，他們將需要一切可能的情緒調(diào)節(jié)措施。植物，特別是花卉，用來裝點環(huán)境而非食用，可能將有助于身在遙遠外太空的宇航員感受到來自地球的溫暖。
“辛勤培育，用心澆灌，最終開花結(jié)果，整個過程令人心情愉悅，”國際空間站科學(xué)家羅賓遜說，“不過如果種植失敗，培育的植物因你而死，也真正令人神傷。”
任何滿腔熱情買了一株多肉，幾天后就目睹它莫名枯萎的人或許能體會那種失落。想象一下那種失落在火星上能到達什么程度吧——去最近的商店可要穿過整個太陽系，于是我們唯一能做的就是再種一株。
