人类第一次登月50周年纪念激发了媒体和非专业爱好者的兴趣,未来再次载人登月和建造火星基地的可能性越来越大。可持续的生命支持是人类成功进行外星居住和长时间太空飞行的主要障碍之一。
月球基地目前,传统的生命支持系统具有一系列局限性,比如,足够的包装食品和氧气供应需要极高的运输成本以及废物的处理,所有这些都进一步受到航天器体积的限制。
空间站南昌大学资源环境与化工学院周文广教授及其同事在《化学技术和生物技术杂志》上发表的论文中讨论了基于微藻的生物再生生命支持系统为这些障碍提供可持续解决的潜力。
请点击输火星基地入图片描述意识到资源回收的需求,生物再生生命支持系统是一个采用光合作用生物的人工生态系统,不仅用于产生氧气,而且可以作为营养来源和进行废物管理。以这种方式利用微藻的主要好处是其光合作用速率高于正常植物,具有作为食品来源的潜力,并且具有吸收废物中养分以产生循环水和生物质的作用。
藻是地球上分布最广、种类最多的一类形态微小、结构简单的单细胞或多细胞光合自养微生物,在能量转化和碳循环中举足轻重。微藻具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长速率快、生长周期短、占地面积小、生物质产率高和环境效益显著( 高效吸收废水中的N、P 等营养元素) 等特点。这些独特优势使微藻生物质在制备液体燃料,生产医药、食品和动物饲料,污水深度处理以及CO2固定等方面的应用前景广阔。
与地衣共生的微藻 图片:樊华 doi∶10. 3969 /j. issn. 2095 - 1736. 2017. 02. 026
实现微藻采收 图片:樊华 doi∶10. 3969 /j. issn. 2095 - 1736. 2017. 02. 026
这个概念并非没有挑战。要培养足够数量的微藻为有人值班的飞船提供营养和废物处理能力,需要大量的水供应,这可能使该应用不适用于太空运输工具,但对于静态或轨道运行的基地则可能。
人类在火星上会出现吗?
生物膜技术的使用可以使微藻产生氧气的效率足够高,有助于长时间的太空飞行。当前仍然尽管存在的缺点,基于微藻的再生生命支持系统的潜力足以刺激全球空间机构和实验室的研究工作,支持航天员在太空旅行和空间站居住中具有令人兴奋的前景。
微藻研究人员的一个微步骤可能会导致人类迈出巨大的一步。