Запуск командной строки с настраиваемой средой

В Ruby я хочу иметь возможность:

1. запускать командную строку (через оболочку)
2. захватывать как stdout, так и stderr (желательно как один поток) без использования > 2 & 1 (который здесь не работает для некоторых команд)
3. запускается с дополнительными переменными окружения (без изменения окружения самой программы ruby)

Я узнал, что Open3 позволяет мне сделать 1 и 2.

              cmd = 'a_prog --arg ... --arg2 ...'
              Open3.popen3("#{cmd}") { |i,o,e|
                output = o.read()
                error = e.read()
                # FIXME: don't want to *separate out* stderr like this
                repr = "$ #{cmd}\n#{output}"
              }

Я также узнал, что popen позволяет передавать среду, но не при указании командной строки.

Как мне написать код, который выполняет все три?

...

Иными словами, каков Ruby-эквивалент следующего кода Python?

>>> import os, subprocess
>>> env = os.environ.copy()
>>> env['MYVAR'] = 'a_value'
>>> subprocess.check_output('ls -l /notexist', env=env, stderr=subprocess.STDOUT, shell=True)