几周前，我饥肠辘辘地来到纽约市布鲁克林海军造船厂，准备体验一场独特的烹饪之旅。美国国家航空航天局 (NASA) 和加拿大航天局 (Canadian Space Agency) 深空食物挑战赛的决赛选手从全球各地赶来，展示未来宇航员如何能够种植自己的食物。我品尝了一小杯覆盆子巧克力慕斯。
“太空中的挑战是：你不能带奶牛或鸡，”Nature’s Fynd（一家位于芝加哥的公司，开发微生物蛋白，并且有一支决赛队伍参加比赛）的首席营销官卡鲁娜·拉瓦尔 (Karuna Rawal) 说道，当时我正在吃慕斯，慕斯是用微小的真菌制成的。*（覆盆子只是覆盆子。）我原本以为它会尝起来像粗糙、平淡的蛋白质粉，但它却顺滑而浓郁。我意犹未尽，又吃了真菌“肉丸”配番茄酱，它和任何我吃过的肉类替代品一样像肉。
对于大多数人来说，“太空食品”这个词很可能会让人联想到粉状、易碎的“宇航员冰淇淋”，但这实际上主要是个误传。易碎的食物在航天学中是绝对禁止的，因为在微重力下漂浮的碎屑会对精密的航天器组件造成难以估量的破坏。国际空间站的访客通常吃真空密封包装中更坚固、不易腐烂的食物。在过去，阿波罗时代的宇航员享用冷冻干燥、立方体形状的美味佳肴，如鲜虾鸡尾酒和枣子水果蛋糕。其中一些显然很美味。“幸福就是早餐吃培根方块，”阿波罗 8 号 宇航员吉姆·洛弗尔 (Jim Lovell) 在 1968 年前往月球途中宣称。
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但是，前往火星或更远的地方可能需要一种完全不同的方法。如果没有稳定（且极其昂贵）的补给品运输流，未来的太空栖息地和外星前哨站将需要充当高度工程化、自我封闭的生态系统，以种植令人满意且健康的食物。
这就是 2021 年启动的深空食物挑战赛的全部意义所在。今年，11 支美国团队和 6 支国际团队提出了大胆的生命循环微型化构想，从概念性的第一阶段进入到发展性的第二阶段，他们在第二阶段建造并展示了他们高科技农业发明的“厨房规模”原型。此外，又有 12 支美国团队和 2 支国际团队加入了第二阶段的比赛。在布鲁克林举行的五月活动中，加冕的 8 个第二阶段获胜者将进入第三阶段，制作“全尺寸”演示。美国团队获得了 15 万美元的支票。
“如果我们想真正成为一个多行星物种，我们必须学会如何减少或切断连接我们与地球的脐带，”第二阶段的获胜者之一 Kernel Deltech 团队负责人巴勃罗·德莱昂 (Pablo de León) 说道，Kernel Deltech 是 Eternal Bioworks 公司的太空部门。这家位于佛罗里达州的团队带来了一个铸铁煎锅，用于煎炸人造奶酪片，搭配人造汉堡肉饼。这两种食物都是用一种富含蛋白质的真菌 Fusarium venenatum 制成的。
这种真菌已有数十年的食用历史，也被肉类替代品牌 Quorn 使用。Kernel Deltech 团队开发了紧凑型生物反应器，可以在微重力条件下以非常有限的资源生长和收获真菌。结果是一种灰色的、富含蛋白质的粉末。它视觉上转变为类似汉堡和奶酪的肉饼令人印象深刻，但汉堡没有味道且糊状，奶酪是人造的且黏糊糊的。我会说它有“改进的空间”。
NASA 太空作物生产高级项目经理拉尔夫·弗里奇 (Ralph Fritsche) 惊讶地发现，真菌是当天明显的赢家。他说，到目前为止，大多数太空食品研究都集中在植物上。“因此，这对我来说有点像一个警钟”，要进一步探索真菌的可能性，弗里奇说道。国际决赛团队 Mycorena（来自瑞典哥德堡）的成员克里斯蒂娜·卡尔森 (Kristina Karlsson) 说，这些是“非常通用的生物，可以利用许多不同的来源作为基质来生长”。Mycorena 的系统通过喂养由真菌来源的二氧化碳滋养的微藻来生长真菌。
国际团队 Solar Foods（来自芬兰拉彭兰塔）为他们的富含蛋白质的粉末采取了不同的方法：细菌。该团队在活动中的代表阿图·卢卡宁 (Arttu Luukanen) 向我提供了一块用该粉末制成的鲜黄色幸运饼干。Solar Foods 使用安全的微生物，这些微生物可以代谢氢气以生长。氢气在航天器上很容易获得，它是标准生命支持系统的副产品，该系统通过电解分解水分子来产生可呼吸的氧气。卢卡宁说，剩余的氢气通常会被丢弃，但 Solar Foods 的系统反而会重新利用这种气体来生长其微生物蛋白。
结果是一种名为 Solein 的鲜黄色粉末，看起来像姜黄，包含所有必需氨基酸，并且可以很容易地融入几乎任何菜肴中。虽然我给 Solein 幸运饼干一些宽容，因为它可能是从芬兰一路运来的，但它非常难嚼。“我尝试过他们在各种食物中使用 Solein，味道都很棒，”NASA 的弗里奇说。
其他决赛选手也依赖太空栖息地的氢气。Air Company 是一家位于布鲁克林的公司，该公司将捕获的二氧化碳转化为可持续航空燃料，它利用氢气——以及二氧化碳，实际上二氧化碳将来自宇航员的呼吸——来制造乙醇，即饮料中令人兴奋的酒精。（一个令人扫兴的事实：乙醇随后被用于喂养和生长营养酵母，而不是用来酿制饮料。）Air Company 的联合创始人斯塔福德·希恩 (Stafford Sheehan) 说：“我认为，我们的技术可以提供食物金字塔的底部，即基础。”
为了实现一些饮食多样性，其他团队的目标是使用更大、宏观的生物。Nolux 是来自加州大学河滨分校和特拉华大学的研究人员组成的团队，他们开发了一种人工光合作用方法，可以在没有阳光的情况下种植平菇。他们的方法，发表在《自然·食品》上，使用电解将呼出的二氧化碳和水转化为氧气和醋酸盐。然后将醋酸盐泵入生长室，以喂养蘑菇，蘑菇可以在黑暗中在几周内长胖。该过程也适用于藻类和酵母，并且比光合作用更有效地将能量转化为生物质。
“该系统的美妙之处在于它的效率，”Nolux 团队成员马库斯·哈兰德-邓纳威 (Marcus Harland-Dunaway) 说道。他说，该团队现在正在努力对更多传统作物进行基因改造，以从这种替代能源中获取能量。
最引人注目的展示属于总部位于佛罗里达州的星际实验室，该实验室开发了一个系统，可以种植植物、蘑菇和昆虫——每种都在其自己的小立方体中。“这意义重大，”Nolux 团队成员安德烈斯·纳尔瓦埃斯 (Andrés Narvaez) 谈到星际实验室的模块化展示时说道。分隔的生长立方体将允许宇航员农民单独控制每个立方体的环境条件。该团队展示了巨大的蘑菇、绿叶蔬菜和黑水虻幼虫，这些幼虫通过从坡道上滚落“自行收获”（该过程需要修改才能在微重力条件下工作），在那里它们被收集并粉碎成富含蛋白质的粉末。对我来说幸运的是，该团队没有提供任何幼虫样品，但它确实提供了一些美味的微型蔬菜。
宇宙之谜 (Enigma of the Cosmos) 是来自 GAIA Project Australia 公司的团队，也开发了一种紧凑型、高科技的系统来种植绿叶蔬菜。新闻稿称，它的系统只有两平方米（21.5 平方英尺）大小，每天可以生产多达 1.6 磅的绿叶蔬菜和微型蔬菜。
最后，我参观了与众不同的获胜者：Ascent Technologies，唯一一家解决微重力下安全烹饪食物问题的团队。它的系统名为 SATED（安全电器、整洁、高效和美味），是一种食品加工机大小的离心烤箱，它在旋转时进行烹饪。在活动中，SATED 端上了一个圆柱形披萨——可以说是更像意式馅饼或甚至可能是卡尔佐内馅饼——奶酪和配料朝内。在很大程度上是因为它真的只是一个普通的、朴实无华的披萨，它确实很美味。
Ascent Technologies 的创始人吉姆·西尔斯 (Jim Sears) 在活动的直播中说：“它完全是温度控制的，超级安全——不可能把烹饪搞砸，不可能产生烟雾，甚至不可能在这里烧焦你的食物。”
宇航员并不是唯一可以从这些创新中受益的人，因为这些团队还被要求考虑他们的发明如何帮助养活地球上的人类。联合国粮食及农业组织估计，到 2050 年，粮食产量必须增加 60%，才能养活近 100 亿人口。与此同时，气候变化将继续威胁世界各地的主要农作物，导致全球粮食不安全。此外，当前的粮食系统贡献了20% 到 40% 的所有温室气体排放。这些旨在在资源有限的太空真空中工作的创新，也可以更可持续地养活地球上不断增长的人口，并解决不适宜居住的气候条件下的粮食不安全问题。
“每一项[这些技术]都旨在实现可持续性，”弗里奇说道。“我认为这是其魅力的一部分。”
弗里奇说，比赛的第二阶段超出了他的预期。“会议期间，我坐在那里想，‘嗯，我们要让这些人在第三阶段做什么？’”他说，合乎逻辑的下一步是测试设计的耐用性和长期安全性。
最终，食物还需要对宇航员有吸引力。“如果宇航员不喜欢提供给他们的东西，从长远来看，他们就不会吃它，”弗里奇说道。蛋白质粉，无论是用真菌、幼虫还是营养酵母制成的，都需要在航天器的厨房中转化为有吸引力的食物，以满足任何机组人员对美味佳肴的生理和心理饥饿感。
为了所有未来宇航员的利益，让我们希望至少有人能弄清楚如何将任何这些原料变成美味的人造培根方块。
*编者注（2023 年 6 月 12 日）：此句在发布后进行了编辑，以更正卡鲁娜·拉瓦尔 (Karuna Rawal) 的名字。