在科学家们利用可生物降解的生物塑料制成的设备,在模拟火星条件下成功培育藻类,这可能是太空探索的一个里程碑,这一举措可能使长期太空殖民更接近现实。
随着人们对载人火星任务的兴趣日益浓厚,科学家们正致力于研究如何在没有地球持续补给的情况下在太空中维持生命。由哈佛大学罗宾·华兹华斯(Robin Wordsworth)领导的研究小组证明,绿藻不仅能在模拟火星极端环境的生物塑料舱内生存,还能茁壮成长。
华兹华斯在一份声明中表示:“如果你有一个由生物塑料组成的栖息地,并在其中生长藻类,那么藻类就可以生产更多的生物塑料。这样你就开始拥有一个可以自我维持甚至随着时间推移而增长的闭环系统。”
在实验室测试中,Wordsworth 和他的团队在一个由聚乳酸(一种源自天然的可生物降解塑料)制成的3D 打印容器中培养了一种名为Dunaliella tertiolecta的常见绿藻。该容器的设计旨在复制火星稀薄、富含二氧化碳的大气层,火星表面气压不到地球的 1%。
声明称,尽管条件极端,藻类仍然能够进行光合作用。
研究人员在本月初发表于《科学进展》杂志的一篇论文中写道:“我们已经证明,仅使用生物产生的材料就能在地外环境中维持宜居条件。这项研究结果代表着向前迈出的重要一步,但为了使强大的生态系统能够在地球之外长期维持下去,还需要采取许多额外的措施。”
Wordsworth 和他的团队将实验的成功归功于生物塑料舱,它保护藻类免受有害紫外线辐射,同时仍允许足够的光线穿透。虽然液态水通常无法在如此低的压力下存在,但该团队在舱内创造了一个压力梯度,稳定了液态水,从而实现了生物活动。
藻类生长的生物塑料栖息地的特写。
科学家表示,研究结果表明,生物塑料可能成为在火星和其他天体上建造栖息地的可行材料。声明指出,与运输成本高昂且难以在地球外回收的传统工业材料不同,生物塑料有可能利用生物过程在现场生产和重复使用。
这项最新的概念验证实验以Wordsworth团队的早期研究为基础,该研究显示二氧化硅气凝胶可以模拟地球的温室效应,从而在寒冷、低压的环境中维持生命。研究人员表示,通过将用于生产生物塑料的藻类室与用于调节温度和压力的气凝胶相结合,他们在构建自给自足的太空栖息地方面取得了真正的进展。
接下来,该团队计划在与月球和深空任务相关的真空条件下测试他们的生物塑料系统。华兹华斯在声明中表示:“生物材料栖息地的概念从根本上来说很有趣,可以支持人类在太空生活。”
“随着这种技术的发展,它也将为地球上的可持续发展技术带来附带利益。”
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