太空人飛離地球後，多仰賴預先密封好的冷凍乾燥食物或偶爾在太空站種植的蔬菜為食，但紐約新創公司Air Company研發的「呼吸製成食物」技術，可能將顛覆外界對太空食品的認知。
著重報導新創科技的《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）指出，成立於2017年的Air Company擅長將空氣中的二氧化碳轉化為能供人類使用的酒精，過往甚至曾用二氧化碳製作伏特加酒、香水及清潔用品。
《麻省理工科技評論》表示，Air Company此次研製的「呼吸轉化食物」技術便是採用太空人在外太空所呼出的二氧化碳，結合電解水產生的氫氣來生成酒精，待提取酒精後，團隊會將酒精用於「種植」食物。
Air Company的聯合創辦人兼技術長希恩（Stafford Sheehan）對此表示：「用人類呼出的空氣製作食物，這聽起來實在不可思議，但當你了解這項技術背後運行的原理時，就會發現它一點都不複雜，簡單來說就是利用二氧化碳，將其與水、電相互結合產生蛋白質。」
希恩接著強調，在製作過程中所生成的酒精可餵給酵母菌發酵，從而產生「可供食用」的食物，該類食物與植物肉（Seitan）等替代肉品不同的地方在於，其外觀更像市面上可見的奶昔飲料。「該製程會不斷藉由酵母菌發酵來供應太空人食物，每當太空人想要來一杯美味的太空蛋白奶昔時，便可以用這種方式獲得。」希恩如此說道。
Air Company為什麼要開發此項太空食品？
科技新知網站《Gearrice》解釋，為有效解決太空人執行太空長期任務的食物問題，美國國家航空暨太空總署（以下簡稱NASA）於2021年1月啟動「深空食物挑戰賽」（Deep Space Food Challenge），該競賽號召眾多新創公司共同為往後的太空任務開發永續食品，Air Company便是其中參與的隊伍之一。
美國佛州甘迺迪太空中心（KSC）太空作物生產資深專案負責人弗里奇（Ralph Fritsche）指出，太空人在國際太空站所食用的包裝食品保存期限約為一年半，這樣的時長無法應對未來期程更久的太空任務，例如太空人登陸火星任務，就算是日程較短的登月計畫也恐面臨太空食物超過食用期限的難題。
《麻省理工科技評論》提及，雖然距離人類登陸火星還需要一段時間，但探索月球的阿提米絲計畫（Artemis program）預計在數年內就會送4名美國太空人登陸月球並執行繞月計畫。倘若成功，這將是自1972年阿波羅17號（Apollo 17）以來，首次執行的人類踏上月球任務。然而該計畫的時長恐達數月甚至超過數年，因此太空人的飲食系統供給至關重要。
美國食品科技媒體《The Spoon》表示，該挑戰賽亦與加拿大太空總署（CSA）合作，從2022年1月開始，約有200間響應研發永續太空食物的新創科技公司挺進第二階段，然而截至2023年1月，僅剩11個團隊獲得進入決選階段的資格。
《The Spoon》認為，該競賽充滿挑戰的地方在於，參賽團隊必須展示可運作3年的永續飲食系統，這套系統須在NASA未來的探月任務中養活4名太空人，雖不需為太空人提供任務中的所有三餐飲食，但仍要按照NASA要求的程序為太空人製作富含營養的食品。
阿拉巴馬州馬歇爾太空飛行中心（MSFC）深空食物挑戰賽專案負責人赫布萊特（Angela Herblet）表示，近期已陸續有來自學術界、科技業、政府部門的評審委員前往各家參賽公司查驗他們所研發的食品。「針對邁入第三階段的挑戰團隊，NASA將側重在參與團隊的技術開發，希望研發團隊能用最少的資源、最低的浪費，為太空人生產出健康、安全且可口的食物。」赫布萊特這般強調。
Air Company團隊在挑戰賽的表現為何？
根據NASA於2023年5月19日所公布的決賽名單顯示，Air Company是在第二階段中進入決選的11個團隊之一，身為主辦方的NASA將提供包含Air Company在內的美國團隊2萬美元獎勵金（約台幣61.5萬元／約港幣15.6萬元）。
該網站指出，待NASA對所有決選團隊進行更詳盡的技術檢查後，將於2024年4月公布最終的優勝者，同時也會向競賽贏家頒發150萬美元的研發獎勵金。
《The Spoon》另提及，在這11支隊伍中，有8支隊伍來自美國新創公司，其餘3個團隊分別來自澳洲、芬蘭及瑞典。澳洲新創公司Enigma of the Cosmos在競賽中創建能改善植物逆境抵抗和耐受力的作物生產系統，預計能縮短植物生長周期，若一切順利植物的成長效率至少可提升40％；創立於芬蘭拉彭蘭塔（Lappeenranta）的新創Solar Foods，選擇以氣體發酵來生成單細胞蛋白質，期望以此建構蛋白質生產系統。
總部位於瑞典哥特堡（Göteborg）的Mycorena則開發出一種真菌循環生產系統「AFCiS」，其能透過真菌氧化的過程產出真菌蛋白，該類微生物蛋白可用於取代以動物或植物為主的食物來源。Mycorena研發部門代表卡爾森（Kristina Karlsson）表示，真菌蛋白所生成的食物富含纖維質、維生素和其他營養素，且脂肪及含糖量甚低，所產生的代謝廢物也較少。
其他美國團隊設計出哪些食物生產系統？
根據NASA官方表示，來自芝加哥的InFynity同樣利用培養真菌蛋白的原理研發營養且美味的太空食品；加州代表Nolux創建一套能模仿自然界光合作用的循環系統，同時將真菌及植物導入該系統中，以此作為太空人可快速獲取的食品；佛羅里達州新創Kernel Deltech則聲稱，團隊已成功運用最少的原料生產出高品質的大型真菌栽培基質。
美國奧勒岡州新創公司Mu Mycology則側重於大型真菌的栽種，Mu Mycology採用閉鎖式蕈類肉質產孢子實體培育系統，讓各類食用真菌能最高密度的廣泛生長；明尼蘇達州研發團隊Far Out Foods亦開發出閉鎖式食物生成循環系統，該團隊將此系統稱作Exo-Garden，並用其培植各式蕈類和水耕蔬菜。
《The Spoon》認為，進入最終階段的美國隊伍中，最有趣的團隊絕對屬科羅拉多州的新創SATED，因為該團隊根本沒有建立任何食物生成系統，但其發明的太空烹飪設備，可讓太空人用最簡易的方式烹煮各式食物。該媒體另表示，NASA想讓旗下的太空人體驗另類烹飪的樂趣，所以才會讓SATED入選。
來自佛羅里達州的星際實驗室（Interstellar Lab）則相當受到外界矚目與期待。《麻省理工科技評論》揭露，該團隊所研發的NUCLEUS生成系統為一套涵蓋多個小型烤麵包機大小的「膠囊」，每個獨立的膠囊都有自身獨有的溫度、濕度以及灑水系統，太空人可以在各式的膠囊中種植不同類型的蔬菜甚至是養殖黑水虻（Hermetia illucens）等富含高蛋白的昆蟲。
「星際研究室會將地球生態系統的一部分帶入太空，太空人可以在各個膠囊內種植香菇、蔬菜和養殖昆蟲，雖然該系統多為人工智慧（AI）控制，但太空人仍可每周騰出3至4小時為這些植物播種、修剪。」星際研究室創辦人兼執行長貝爾維西（Barbara Belvisi）如此描述，並強調該公司還另外研發更大型的充氣式獨立空間「BioPods」，其希望BioPods有朝一日能於月球或火星表面使用。
※ 本文經授權轉載自《關鍵評論網》，原文標題〈紐約新創研發用太空人呼出的二氧化碳製成食物，可望為太空食品開啟新篇章〉。不適用CC共創授權條款。
參考資料
- NASA（2023年5月19日），Deep Space Food Challenge-News and Updates
- MIT Technology Review（2023年5月18日），Future space food could be made from astronaut breath
- Gearrice（2023年5月19日），Space food could be made with the breath of astronauts
- The Spoon（2023年5月22日），Finalists for NASA’s Deep Space Food Challenge Include Astronaut Oven & Air Protein Technology
- The Spoon（2023年1月31日），Make Alcohol From an Astronaut’s Breath? Yep. Here Are the Finalists For Phase 2 of the Deep Space Food Challenge
