“道路千万条,安全第一条……”
最近一段时间,这段魔性的标语早已刷爆了大家的生活。刷屏的背后,是2019年春节档的票房黑马《流浪地球》成为了第一部被国人普遍认可的国产科幻片。
《流浪地球》电影被称道,不仅在于特效和情节,更在于其硬核的科幻特质。片中关于太阳的膨胀结局、太阳氦闪、地球停转的危险、引力弹弓效应、洛希极限等,都是符合科学认知的,而片中展现的重元素核聚变技术、“领航员”空间站离心重力设计、单兵外骨骼机械技术等也是人类目前着力研究突破并正在实现中的技术。关于这些细节,各路大神已经做了不少精彩的分析,我们就不再赘言。
毕竟是中国人嘛,民以食为天,我们就简单谈谈在电影中颇为重要的“领航员”空间站里到底吃的怎样?
我们先来看看《流浪地球》中的“领航员”空间站的规模有多大?
除了片中提到的它携带了30万吨燃料和那巨大的环状宇航员生活舱、休眠舱设施外,人工智能MOSS还在电影最后的广播中说到:
“空间站冷藏了30万人类受精卵
1亿颗基础农作物的种子
储存着全球已知的动植物DNA图谱
并设有全部人类文明的数字资料库……
以确保在新的移民星球重建完整的人类文明”,这就意味着空间站还有一个不小的永久性储藏舱。
小编没有查到“领航员”空间站的具体载员人数,但根据影片中的新闻,2058年首批有311名中国特级飞行员、709名中国工程师(中方人员有1020人)进入空间站。我们暂且按照以五大国为核心的联合政府各方派员数量大致相近来估算,空间站至少搭载有5000人。这实属一个前无古人的载员数量。(现实中,国际空间站的最大载员数尚未超过10人。)
如此庞大和长时间的空间任务,首先需要解决的就是宇航员们的吃喝问题。可惜影片中对此表现得不多,唯一一瓶抢眼的伏特加,还成了干掉MOSS的关键道具。即便是目前NASA正在准备实施的火星登陆任务,也在研究保质期至少5年的食品开发问题,毕竟要实现《火星救援》那样成功种好土豆的概率是极低的。
所以,我们不妨开开脑洞来简单计算一下“领航员”空间站上食物储备情况吧。
作为参照,从新华社的相关报道中可知:
神舟六号每位航天员每天需饮用约2.5公斤的水,
每人每天的食品重量为0.6公斤,
按此计算,
每位航天员一年的饮食重量约为1131.5千克。
而NASA的数据显示:
国际空间站(ISS)为维持空间站运作的常驻空间站人员提供的食品量为每人每年658千克(不包括水)。
为便于计算,我们暂且取1000千克这个数(食物和水的用量),乘上“领航员”空间站的基本工作人员数量——250人(鉴于空间站的高度自动化,不可能全部人都在工作,大部分人员应处于休眠状态,但要维持这么庞大的空间站的安全运行,必要的管理及工程人员仍是不可缺少的,就按20分之一来计算吧),那“领航员”空间站一年的基本食物消耗量约为250吨。
此外,还要考虑额外的食品储备,
(比如极端紧急情况下,全员唤醒后的食物消耗量,5000人一天的消耗量也会达到9吨)
还有氧气储备等等。
(每位航天员在太空中平均每天要消耗0.9千克的氧气,制氧设备也是需要水或者其他原料的)
影片中,宇航员是2058年进入“领航员”空间站(耗时30年建成)的,到事件发生时(17年后)的2075年。即便是维持17年的运行,仅食物方面的基本储备量就需要达到4250吨。而在现实里,目前人类花费20余年时间建成的最大空间站——位于近地轨道的国际空间站的总重也才420吨。这差距也太大了。
不过,在影片中的地下城里,人类已利用人工光合作用发展了地底农业,可以保证地球上人们的基本食物需求(大家应该还记得电影里“榴莲味的蚯蚓干”,当时,深藏于土壤中的蚯蚓、白蚁、蛹之类成了人类的奢侈品),想来应该可以定期补给空间站。
但联系到流浪地球计划是一个耗时2500年的艰巨任务,尤其是为了保障“火种计划”的成功。我们可以推测,“领航员”空间站上已经建立了智能的太空种植和食品生产舱段,实现了可持续和自循环生产,这可以减少一定的载运量。
即便是当前,以人造光源提供植物光合作用需要的能量、无土栽培、垂直农业等技术都比较成熟了,生产地转向太空只是时间问题。而在牲畜养殖方面,即便成功实现的难度较大,也有替代方法——即利用细胞培养技术生产人造肉。这在技术上也已经实现了,只是成本的问题。
那么,刘培强中校等人在太空中究竟要吃什么呢?
其实,说不定真的是影片中提到的蚯蚓干哟!
因为蚯蚓含有大量维生素、矿物质及微量元素,是钙、铁的优质来源,其脂肪含量约占身体总重的7.34%,不饱和脂肪含量较高——比饱和脂肪含量高的肉类(如猪、牛、鸡等),对健康更有好处。而且蚯蚓非常易于养殖,有粪便和腐烂的食物,它们就能茁壮成长。所以,如果解决了蚯蚓的太空养殖问题,其作为食品的前景还是非常光明的。
现实中,国际空间站从2014年就开始了种植蔬菜(如生菜、西红柿、草莓)的实验,宇航员已经成功做出了自制太空沙拉。
当然,在空间站种植是需要大量能源和水的。要减少携带量,NASA其实也研究了一个让宇航员自产自销的好办法,并斥资20万美元支持该项目。
额,自产自销,说白了,就是对粪便的废物利用,将屎变为再生食物。
虽然有点儿心疼未来宇航员们要“吃屎”的生活,但细想一下,俗话说的“庄稼一枝花,全靠肥当家”,庄稼吸收粪便的肥力,人类再食用庄稼,从能量守恒的角度来看,其实这事儿人类一直在干。
(注:本文图片均源自网络,如有侵权请联系删除)
参考文章:
《看完<流浪地球>,我变成了十万个为什么》
《NASA利用废物再生食物,宇航员要开始“吃屎”了……》
科学是人类进步的动力,
而想象则为人类进步指明了方向。
眼下,我们丝毫不用担心太阳氦闪的问题,不过,如果你想继续跟着刘慈欣老师非同寻常的想象力展开深空探索之旅,了解核能的未来,看看太空旅行的三阶段说,小编建议您不妨抽空看看“戴森球”理论的提出者弗里曼·戴森的《宇宙波澜:科技与人类前途的自省》,作者弗里曼·戴森在书中生动地阐述了对小行星家园项目的看法、他对DNA*技术的警惕、他关于自我繁殖自动机的思想实验、他关于寻找外星智能生命及人工天体的策略等对外太空的思考和构想。
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