探索宇宙奧秘 · 理性思考

要在月球或者火星上種出土豆，再也不用指望有個叫馬克·達蒙的宇航員落在那里，用人糞當(dāng)肥料了。這不是科幻電影的橋段，而是一項正在推進的真實科研。

2026年2月25日，美國化學(xué)會旗下的期刊《ACS地球與空間化學(xué)》發(fā)表了一項有點“味道”的研究。科學(xué)家們證明，用經(jīng)過處理的“廁所污水”去“風(fēng)化”月球和火星的土壤模擬物，能讓這些不毛之地釋放出植物生長所需的多種營養(yǎng)元素。

簡單說，要想在外星當(dāng)家，先得學(xué)會循環(huán)利用咱們自己的排泄物。

這個想法的靈感來源，確實和那部著名的火星科幻有關(guān)。電影里，被遺落在火星的植物學(xué)家靠什么在棲息艙里種土豆？就是他用其他宇航員留下的有機廢物改良了火星土壤。

現(xiàn)實中的科學(xué)家走得更嚴謹。美國貝勒大學(xué)的研究團隊與NASA合作，他們盯上了一個叫“BLiSS”的系統(tǒng)。

BLiSS的全稱是生物再生生命支持系統(tǒng)。你可以把它理解成一個高科技的“化糞池+凈水廠”。它通過一系列生物反應(yīng)器和過濾器，把污水（研究里用的是人工模擬版本）轉(zhuǎn)化成富含營養(yǎng)的液體。

研究人員接下來做的事，就是把這種“營養(yǎng)液”分別倒進模擬的月球土壤和火星土壤里，然后放在搖床上晃了24小時。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，和普通水相比，這種“廢水”與模擬土壤作用后，能釋放出大量的硫、鈣、鎂等關(guān)鍵植物營養(yǎng)素。更妙的是，在顯微鏡下，原本尖銳的土壤顆粒被“磨圓”了，表面出現(xiàn)了微小的坑洞，甚至覆蓋上了一層納米級的顆粒。

這意味著，模擬的排泄物不僅能施肥，還在實實在在地改造土壤的物理結(jié)構(gòu)，讓它變得更松軟、更不“扎人”，更像地球上的土。

這個研究揭示了一個非常重要的觀念轉(zhuǎn)變：在漫長的太空旅行中，廢物不再是累贅，而是核心資源。

回顧人類早期的遠航，比如哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，船只需要攜帶大量的淡水、食物。但對于去月球或者火星的旅程來說，這條路走不通。從地球發(fā)射每公斤物資的成本數(shù)以萬計，完全依賴“快遞”根本養(yǎng)不起一個長期基地。

因此，未來的地外定居點必須是一個閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。植物產(chǎn)生氧氣和食物，人類消耗這些并產(chǎn)生廢物，而廢物又必須被用來滋養(yǎng)新的植物。這個研究正是打通了這個閉環(huán)中最關(guān)鍵、最讓人“膈應(yīng)”的一環(huán)：如何安全、高效地把人的排泄物還給土地。

過去，我們可能更關(guān)注如何用物理或化學(xué)方法，從月壤或火星土壤中直接提取資源，比如水冰或者氧氣。但這項研究提醒我們，土壤本身也是活的，需要“養(yǎng)護”。它需要的不僅僅是礦物質(zhì)，還需要有機質(zhì)和微生物的參與，才能從一片塵埃，變成真正的土壤。

這項研究的細節(jié)也很能說明問題。研究人員特意觀察了模擬土壤顆粒在“廢水”處理前后的微觀變化。

這是一個非常扎實的切入點。月壤和火星土壤由于缺乏水和生物活動，顆粒通常非常尖銳，帶著棱角。如果直接用來種東西，不僅根系難以生長，這些像碎玻璃一樣的顆粒還會損傷植物組織。

但實驗中觀察到的“納米顆粒覆蓋”和“小坑洞”說明了什么？說明廢液中的成分在溶解和侵蝕礦物顆粒的表面。這個過程看似微小，卻是地球土壤形成的基本原理——風(fēng)化。在地球上，是水、風(fēng)、生物作用了幾億年，才把巖石變成了沃土。

現(xiàn)在，科學(xué)家希望通過“人工加速”的方式，在幾個月甚至幾天內(nèi)，模擬出這個地質(zhì)過程。雖然目前只是在搖床里晃了24小時，但它證明了方向可行。未來的研究，或許會引入更復(fù)雜的微生物群落，真正構(gòu)建一個微型的、可自我循環(huán)的土壤生態(tài)系統(tǒng)。

那么，這項研究跟中國有什么關(guān)系？關(guān)系很大。

首先，中國是極少數(shù)擁有月球真實土壤樣品的國家。嫦娥五號帶回的1.731公斤月壤，是開展此類研究最珍貴的原材料。雖然這項美國的研究使用的是模擬土壤，但模擬土和真土的差異，恰恰是下一步研究的關(guān)鍵。任何模擬都無法完全復(fù)現(xiàn)真實月壤在太空億萬年的輻射、微隕石撞擊等復(fù)雜經(jīng)歷。

中國科學(xué)家已經(jīng)利用這些珍貴樣品開展了一系列研究。例如，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團隊就曾發(fā)現(xiàn)，月壤中的某些成分可以作為催化劑，在光照下將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和甲烷。這為在月球上建立資源利用系統(tǒng)打開了新思路。

在“月壤種菜”這個賽道上，中國科學(xué)家也跑得很快。此前，重慶大學(xué)的團隊就曾用模擬月壤，在嫦娥四號搭載的生物科普載荷中，讓棉花種子發(fā)了芽。這是人類首次在月球上完成的生物生長實驗。

如果把中國的這些進展與此次美國的研究結(jié)合起來看，脈絡(luò)就清晰了：人類正在從“能不能在月球/火星上種東西”，轉(zhuǎn)向“如何高效、可持續(xù)地種東西”。中國在真月壤研究和地外生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建上的積累，正讓我們在這場“星際農(nóng)夫”的競賽中，處于一個非常有利的位置。

種土豆，首先得有土。而造土的原料，很可能就來自我們自身。這個想法確實有點讓人忍俊不禁，但它背后是嚴謹?shù)目茖W(xué)邏輯。它告訴我們，星辰大海的征途，就是從處理好每一滴“廢水”、改良每一�！皦m�！遍_始的。