太空垃圾變食物，科學(xué)家用微生物解決宇航員不敢吃的大問(wèn)題

“這對未來(lái)太空旅行的實(shí)現有非常好的促進(jìn)作用?！?/p>

在航空航天的飛行過(guò)程中，受限于重量要求，飛船中多采用將人體尿液轉化為飲用水的方式來(lái)為航天員提供日常的飲用水，但是食物帶來(lái)的重量問(wèn)題卻始終是無(wú)法解決的。

針對這一問(wèn)題，美國賓州州立大學(xué)的研究人員發(fā)明了一套系統，該系統利用一系列微生物反應器來(lái)處理太空廢物，以讓其轉化為可食用的食物。

多在太空玩幾天，吃的問(wèn)題就是一大難點(diǎn)

現有的太空食物供應方式擺脫不了這樣的思路：在國際空間站上利用水培法或者人造光栽培一些蔬菜，但這一過(guò)程通常需要耗時(shí)幾個(gè)月甚至幾年，難以實(shí)現持續供應。

而對于短程太空旅行，航天局會(huì )在飛船繞近地軌道飛行時(shí)，將物資送上去。一般人每天大約吃4磅（1.8千克）的食物，而航天局將1磅重量的食物送入軌道要花費1萬(wàn)美元，因此送食物的成本也是極其之高。

為什么不將人體排泄物直接轉化為食物？危險且口感不好

太空船本質(zhì)上就是一個(gè)封閉的生態(tài)系統，基于這一概念，在宇航設計上，科學(xué)家首先就會(huì )思考將生物廢棄物循環(huán)變成食物和淡水。但是要想實(shí)現這一過(guò)程，科學(xué)家就要采用微生物來(lái)完成這項工作，而這就容易出現病原體混入微生物，從而污染整個(gè)生態(tài)的情況。

對此，賓夕法尼亞州州立大學(xué)地球科學(xué)教授Christopher House也表示：“我們設想并測試了利用微生物來(lái)處理宇航員的排泄物，同時(shí)利用這一處理直接或者間接的制造出可食用的物質(zhì)這一概念。”

“結果發(fā)現有點(diǎn)奇怪，生產(chǎn)出來(lái)的食物你吃著(zhù)就像是吃一些微生物粘性物質(zhì)。”

將垃圾變食物成唯一可行之道，但安全問(wèn)題不可避免

于是在實(shí)驗中，研究人員沒(méi)有采用人類(lèi)的排泄物，轉而嘗試采用了人們生產(chǎn)制造出來(lái)的一些廢物和廢水。在他們搭建的廢物管理系統中，有一個(gè)長(cháng)4英尺（122厘米）寬4英寸（10厘米）的圓柱體，即生物反應器。除此之外，他們還搭載了過(guò)濾器等設備。

在生物反應器中，科學(xué)家引入了一些微生物，它們支持厭氧消化（有機物質(zhì)被厭氧菌在厭氧條件下分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過(guò)程），但是與普通反應器的過(guò)程不一樣，這里科學(xué)家不把廢物變成肥料，而是利用它直接來(lái)種植糧食。

測試結果顯示，該系統可以在13個(gè)小時(shí)內消解49％到59％的固態(tài)廢物，這比現有的任何廢物處理系統都要快得多。“每個(gè)組件都非常強大，速度很快，能夠快速分解。這就是為什么它具有很大優(yōu)勢，它至少比在太空中種西紅柿或土豆更快。”

值得指出的是，這一系統是可擴展的，適用于任何大小的航天器。但是如果病原體混入到生物反應器中，雖然產(chǎn)出的糧食不會(huì )對人體產(chǎn)生危害，但是整個(gè)系統會(huì )受到嚴重的破壞。

為什么研究這個(gè)系統：太空旅行不是夢(mèng)。

為了解決系統的安全和穩定性問(wèn)題，研究團隊通過(guò)不斷嘗試后發(fā)現一種希臘擬海藻（Halomonas desiderata）細菌在pH值為11的情況下生產(chǎn)了15％的蛋白質(zhì)和7％的脂肪；而水生棲熱菌（Thermus aquaticus）可以在158ºF（70?C）的溫度下對物質(zhì)進(jìn)行處理， 生產(chǎn)61％的蛋白質(zhì)和16％的脂肪?；谶@一發(fā)現，他們找到了在高溫或高堿性環(huán)境中微生物依然生長(cháng)的方法，并且他們發(fā)現病原體無(wú)法適應這樣的環(huán)境。

對此，Christopher House說(shuō)道：“如果未來(lái)我們能夠將系統不斷改進(jìn)，那么我們就可以將85%的碳和氮從廢物中還原成蛋白質(zhì)，這就可以完全取代太空中的水培法或人造光等方式了。”

“這對未來(lái)太空旅行的實(shí)現有非常好的促進(jìn)作用。”

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