欧洲航天局 (ESA) 与芬兰 Solar Foods 公司合作,已经开始了用于长期太空任务的食品生产项目“HOBI-WAN”(失重状态下的氢氧化细菌作为营养来源)的研究阶段。
该项目的核心是 Solein,一种利用氢氧化细菌生产的蛋白粉。通过使用电解氢、氧和微量营养素发酵细菌,该技术可以从有限的资源中生产出高营养的食物。
前八个月的阶段将涉及地面版本的开发,如果成功,后续阶段将生产用于发射到国际空间站(ISS)的飞行模型。主承包商德国航空航天公司 OHB System AG 与 Solar Foods 签署了合同。国际空间站上的实验将被安置在标准的中间甲板储物柜中,其中包括生物反应器、孵化器、传感器、控制单元和样本提取系统。
该项目属于欧空局的 Terrae Novae 探索计划,被定位为人类向太空扩张战略的一部分,从近地轨道到月球和火星。 Solar Foods于2024年8月被选为NASA深空食品挑战赛第三阶段的获胜团队之一,其技术获得了国际认可。
【编辑部评论】
微生物工程有望极大地解决太空中食物安全这一古老的问题。欧空局本月宣布的 HOBI-WAN 项目是一种非常实用的方法,可以解决长期太空任务的实际限制。
假设人类对火星的探险在整个往返任务中持续近 2.5 到 3 年,那么就必须在从地球出发的补给路线上几乎不可能的条件下为宇航员提供食物。另一方面,Solein 由 Solar Foods 开发,基于一个翻转的想法,即将你从宇宙飞船“扔掉”的东西变成食物。具体来说,制氧系统排放的氢气、机组人员呼吸中的二氧化碳以及从废液中回收的氮源都为微生物提供了食物。
为了理解为什么这个过程是创新的,有必要认识到微重力环境中的物理限制。在地球上,种植谷物需要土壤和大片农田。提出了在空间站中层储物柜的有限空间内生产完整蛋白质的可能性它一直。
Solar Foods于2024年8月被选为NASA“深空食品挑战”第三阶段的获胜团队之一,其技术有效性已获得国际认可。另一方面,该欧空局项目关注另一个重要问题。问题是已经在地面验证的微生物生产过程在实际微重力环境中表现如何。是。生物反应器内的液体行为、气体分散和温度管理——所有这些都可以表现出与地球上不同的物理特性。
经过八个月的地面测试阶段后,计划继续在国际空间站上进行演示实验。这种两层方法是项目管理的实用方法。姑且如果国际空间站实验成功,月球基地或抵达火星后自给自足的食物系统的想法将不再是纯粹的科幻小说,而将成为一项工程挑战。
与此同时,我们也不能忽视这项技术对地球的重要性。 Solein 已在新加坡获得批准为食品,并将于 2024 年 9 月在美国获得自我声明的 GRAS 认证。此外,为了获得 GRAS 认证的无疑问函,2025年9月16日我们目前正在向 FDA(美国食品和药物管理局)提交 GRAS 通知。换句话说,该项目不仅限于国际空间站上的实验,还考虑在粮食不安全的地区重新利用生产系统。预计它将应用于水和土地稀缺的环境,或者农业因气候变化而严重不稳定的环境。
一个潜在的风险因素是微生物安全控制。如果在零重力环境下培养过程中出现意外突变,或者引入污染物,可能会出现直接影响船员健康的情况。国际空间站上孤立的生物反应器单元的物理限制将作为解决这些问题的一些保障措施。
在监管方面,国际空间法中关于太空微生物培养技术应归类的讨论尚未完全成熟。当欧空局进行这项实验时,还需要各国之间的监管协调。
从长远来看,如果这个项目成功,可能会改变人类太空探索的模式。这项 HOBI-WAN 实验可能是朝着建立一个更加自主、更少依赖地球的太空探索系统迈出的象征性一步。
【术语解释】
HOBBY-WAN
失重状态下的氢氧化细菌作为营养来源的缩写。欧空局正在开发的太空食品系统项目的名称。目的是利用氢氧化细菌从有限的资源中生产出高营养的食物。
索莱因
Solar Foods 开发的微生物蛋白。它是通过二氧化碳、氢气和微量矿物质发酵生产的。它的蛋白质含量约为78-80%,是含有全部九种必需氨基酸的完整蛋白质。它不含麸质,不含动物成分,并获得清真和犹太洁食认证。
OHB 系统股份公司
德国航空航天公司。作为该项目的主要承包商,我们已经与 Solar Foods 签订了合同,正在国际空间站上建造一个实验系统。
新地
欧空局的探索计划。全面推进人类近地轨道、月球、火星航天活动和科学研究是一项长期战略。其宗旨是促进环境、科学和经济利益、国际合作以及对人类未来的启发。
GRAS 认定
美国食品和药物管理局 (FDA) 制定的食品添加剂安全标准。 Solein 于 2024 年 9 月获得了自我声明的 GRAS 认证,该认证是针对“普遍认为安全”的物质的认证,允许其在美国市场上销售。
[参考链接]
太阳能食品官方网站(外部)
芬兰食品科技公司。开发和制造一种名为 Solein 的可持续蛋白质。食物是通过利用电、水和氮气发酵微生物来生产的。
索莱因产品信息(外部)
Solar Foods 开发的蛋白粉“Solein”的详细信息。包含有关成分、制造工艺以及地球和太空应用的信息。
欧空局 Terrae Novae 勘探计划(外部)
欧洲航天局综合探索计划。制定人类向太空扩张的战略,从近地轨道到月球和火星。
[参考视频]
[参考文章]
NASA 向深空美食决赛的三支团队颁发 125 万美元奖金(外部)
NASA 于 2024 年 11 月 4 日发表的文章。在深空食物挑战赛第三阶段的最后阶段,多个团队获得了总奖金池的一部分。
深空食物挑战赛(2021-2024)——官方计划概述(外部)
NASA 官员总结。强调需要设定火星任务期限和开发粮食生产系统。假设往返任务为2.5至3年。
Solar Foods 是 NASA 深空食品挑战赛第三阶段获胜者之一(外部)
Solar Foods 官方的获奖公告文章(2024 年 8 月 19 日)。 Solein 的技术有效性得到了 NASA 的国际认证。
欧空局 2040 年新地球探索战略(外部)
由欧空局赞助的欧洲行星科学会议的探索战略材料。描述了2030-2040年的长期愿景以及月球和火星的探索之路。
Solar Foods 生产出首款基于 Solein 的产品(外部)
文章摘自2025年3月17日。里程碑包括Solar Foods产品的商业化、在美国市场推出“Solein Protein Bites”、获得GRAS认证以及Factory 01的运营。
芬兰食品技术取得巨大飞跃:Solar Foods 赢得国际类别大奖(外部)
报道 Solar Foods 在 2024 年 NASA 深空食品挑战国际类别中获胜。分析芬兰公司的国际认证及其全球影响。
大胆在太空实验室种植食物的新任务启动 - 布鲁塞尔时报(外部)
文章日期为 2025 年 11 月 2 日。ESA HOBI-WAN 项目公告、8 个月的地面测试以及国际空间站实验组件的详细信息。
[编者后记]
太空粮食保障问题不是遥远的未来问题,而是许多国家已经在认真应对的现实。目前正在同时研究多种方法,从细菌到植物工厂,甚至是培养肉。
一旦这些技术完善,它们可能会应用于解决全球粮食问题。长期太空任务将如何改变人类饮食方式?我想和大家一起思考这个可能性。
