星際旅行中要“吃”小行星?

長時間太空旅行困難重重

目前，長時間的太空旅行對人類來說依然是非常困難的，除了幽閉的小空間可能會對航天員帶來心理損傷之外，航天器載重有限，航天員如何在天上獲取足夠的水、空氣以及食物，都是一個復雜的問題。

如果這些維系生命所必需的物質完全由地球補充的話，不僅意味著巨大的成本，也意味著我們對太空的探索無法走遠。舉個例子，根據科學研究，六位航天員執行一次火星任務，其食物需求將重達12噸（不含包裝的凈重）。而即使是運載成本較低的SpaceX，其每千克載重的成本也高達2720美元。

如果說載人探索火星還屬于我們咬咬牙就能夠到的水平，那未來要探索木星、土星這種更遙遠的行星，甚至是外太陽系，其成本將會高到完全無法承受的地步，而且補給的時效性也會非常低下。

為什么要從小行星上找食物？

正因如此，人們對太空食物的研究從未停下腳步，比如在空間站或航天器里種植蔬菜，像美國的航天員已在太空吃到了他們種下的生菜、胡蘿卜和辣椒等蔬菜。

除了蔬菜之外，人們還試圖在太空中養殖藻類、蘑菇以及昆蟲。但這些養殖或種植設備都需要進行復雜的設計和長期維護來模擬地球生態系統，才能讓動植物們在設備中正常生長。而且，要做到在太空中實現食物自給自足，目前的設備產量還遠遠不夠，還需要增加設備，無疑會占據航天器大量空間。

為了尋找簡便又節省空間和成本的方法，科學家便將目光投向了小行星：從小行星上開采有機物，經過簡單處理后喂食給細菌，細菌消化它們后形成人類可食用的有機物。

小行星中也有有機物

人類對小行星的研究已經進行了數百年，因為每年都會有大量小行星的碎片（隕石）墜落到地球上，科學家們對它們進行了大量研究。

根據估算，每年墜落的隕石研究數量高達1.7萬顆，科學家們將這些隕石按照成分分為：石隕石、石鐵隕石、鐵隕石三大類。在石隕石之下，又按照隕石的結構，將其分為球粒隕石和無球粒隕石。據統計，墜落在地球上的隕石86%都是球粒隕石。

科學家在對碳質球粒隕石研究過程中發現了多種小分子有機物，這讓科學家們驚喜不已，甚至產生猜測：難道外星上也存在生命？因為過去人們曾認為只有生命過程才能形成有機物。但后來發現：在自然狀態下，化學反應也能形成有機物，比如氨基酸的形成就僅需一些簡單的無機物。而且隨著科技的進步，科學家們也開始在遙遠的星云中發現了有機物的信息。這一切都在告訴著我們：有機物在宇宙中是廣泛存在的。

怎么才能“吃”小行星？

由于這些隕石含量最大的有機物都是類似塑料的大分子有機物，直接吃肯定是不現實，因此科學家們借鑒了塑料微生物的處理實驗。在這個實驗中，人們將塑料加熱，讓大分子的長鏈有機物遭到破壞，然后形成一系列低分子量的碳氫化合物。然后，利用細菌處理這些碳氫化合物，結果發現細菌不僅能正常消化這些碳氫化合物，還可以大量繁殖。

科學家們認為，未來航天員也可以利用熱解的方式處理開采出來的富含碳質球粒的小行星礦物，然后利用細菌消化這些物質。由于細菌生長極為快速，它們將會源源不斷為航天員提供足夠的食物。

此外，就在今年，還有科學家通過實驗發現，如果直接將隕石打碎成粉，在缺氧條件下，假單胞菌科的一些細菌甚至能直接利用這些隕石粉末生存并長期繁殖下來。

這些實驗都證明，利用細菌“吃”小行星，人來吃細菌產生的生物質，這可能是一個有前途的太空食物方案。

一顆小行星可以“吃”多久？

為了搞清楚小行星能提供多少有機物，科學家們以小行星貝努為例進行了計算。小行星貝努是人類目前已經登陸并取回樣本的兩顆小行星之一，另一顆為龍宮。貝努的直徑小于500米，質量為7760萬噸，且其成分與碳質球粒隕石成分相似。

經過計算，他們發現，小行星貝努在最低效率的情況下產生的生物質，足夠631位航天員一年的食物消耗。而在最高效率的情況下，足夠17000位航天員一年的食物消耗。

在通過換算后，科學家發現，在最低效率情況下，為了供應一位航天員一年的食物需求，需要處理大約16萬噸小行星礦物，在最高效率情況下，則僅需要處理5000噸小行星礦物。

如此看來，未來的航天員如果真的要在星際航行，沒準要靠“吃”行星為生呢！