三个机构就共同目标达成一致
NASA、加拿大航天局（CSA）和德国航空航天中心（DLR）签署了一份联合意向声明，承诺就地球上的月球作物种植测试平台开展协调一致的筹备工作。该安排由NASA科学团队于2026年9月30日宣布，将三个国家航天机构纳入同一个规划框架，以应对一个它们中任何一方都无法单独解决的研究问题。
签署意向声明并不等同于开始制造硬件。它是一项声明，表明合作伙伴认识到相同的技术挑战，打算共同攻克它，并准备在做出重大资助决定之前投入人员时间和早期阶段的工作。在实际操作中，这使各机构能够比较概念、划分未决问题，并在与研究人员和产业界接触时展现统一阵线。
声明的措辞刻意谨慎：这是朝着演示验证器迈出的筹备性工作，而不是飞行项目的启动。尽管如此，将这一关系正式化仍是重要一步，因为它建立了一个在任何硬件建造之前很久就能分享设计和经验教训的渠道。
深入了解月球农业模块地面测试演示验证器
这项工作的核心项目暂定名为“月球农业模块地面测试演示验证器”，简称LAM-GTD。顾名思义，第一版将留在地球上。其目的有两方面：开发在地球之外种植作物所需的技术，并研究这些植物在与乘组在月球基地执行任务期间所遇到的大气和受控环境相当的条件下的表现。
这一目标清单转化为相当广泛的研究组合：
- 推进在月球环境中培育作物所需的硬件和技术。
- 在模拟月球基地预期的大气和密封受控条件下，表征植物的表现。
- 从一开始就协调三个机构之间的这项研究，以便共享发现和设计，而不是重复劳动。
将首个演示验证器留在地面是一项刻意的工程选择。在实验室中很容易发现的问题——传感器漂移、湿度控制、养分输送、光照周期——一旦为飞行打包，就会变得昂贵且高风险。地球上的模块为研究人员提供了快速失败、迭代的空间，然后才提出值得发射的版本。
太空作物为何重要
食物、营养与多样性
对于远离地球飞行的乘组来说，补给并非可靠的选择。就地种植作物将使深空乘组能够获得全食物营养，而不仅仅依赖包装补给，同时还能增加饮食多样性——随着任务持续时间延长，这一生活质量因素变得更有价值。
空气与水
植物的作用不止是养活人。它们吸收二氧化碳、产生氧气并参与水的回收。这些功能与任何长期栖息地所需的生命保障系统相重叠，这意味着温室可能同时有助于满足多项任务需求。
- 从栖息地大气中去除二氧化碳。
- 通过光合作用产生氧气。
- 作为闭环系统的一部分回收水。
- 生产新鲜食物以补充储存的口粮。
NASA指出，随着人类任务远离地球，从地面运送补给的代价和延迟变得令人望而却步，这些能力将变得越来越重要。
月球基地与通往火星的更长远道路
这项农业工作属于一个更大的架构。通过月球基地，NASA及其国际合作伙伴打算建造支持人类在月球南极附近持久存在所需的基础设施。该前哨站被定位为推进科学技术的地方，同时也作为最终人类火星任务的试验场。
作物自然融入这一叙事。一个完全依赖地球提供食物的定居点，其供应链是脆弱的；一个至少能生产部分自身热量和氧气的定居点则更具韧性，其运行时长受到的限制也更少。南极地区极端的照明周期和寒冷温度使环境控制挑战更加突出——这正是地面演示验证器所要探索的那类压力案例。
建立在已开展的植物研究之上
新协议并非从零开始。NASA多年来一直在研究受控环境中的植物健康，该机构从这项工作中获得的图像展示了LAM-GTD工作将依赖的那类仪器。在2023年4月17日的一个例子中，园艺科学家Blake Costine被拍到在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心为先进植物成像项目调整湿度传感器。
该项目使用高光谱相机评估植物健康，收集的数据远超人类肉眼所能判断的范围。这项活动在该航天港的空间站处理设施内的植物生产区进行——这提醒人们，太空农业的硬件和分析已经在地球上、在最初围绕轨道运行建造的设施中得到实践。
该协议解决和未解决的问题
目前存在的是一份意向声明，与NASA的公告一同作为可下载文件发布。它并未使三个机构承诺预算项目、发射日期、具体植物物种清单或最终模块设计。它也没有具体说明NASA、CSA和DLR之间将如何划分责任，或者演示验证器的结果最终将如何应用于月球基地温室。
它所建立的是一个框架。三个机构已达成一致：为地球之外的人提供食物这一问题值得协调关注，首次认真尝试应在地面上进行，并且它们将共同攻克这一问题，而不是在平行的孤岛中各自为战。
要点总结
在月球上种植食物是那种远看简单、但一旦将大气、光照、水、养分和植物生物学结合在一个密封系统中就迅速变得复杂的问题之一。通过签署联合意向声明，NASA、CSA和DLR押注于解决这些复杂问题最便宜的地方是地球上的实验室——并且在那里获得的经验最终将使月球南极附近、以及后来火星上的永久人类存在，比依赖一条延伸回地球的供应链更具可持续性。
本文基于science.nasa.gov的报道。阅读原文。
Originally published on science.nasa.gov