研究称细菌可帮助未来火星任务中的宇航员获得食物

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  据外媒报道,不来梅大学应用空间技术中心(ZARM)的一个天体生物学家团队只用火星材料就在低压下培育出蓝藻,证明未来宇航员或许可以在红色星球上自己种植作物和其他资源。

  当第一批宇航员登陆火星时,不会是短暂的访问。鉴于太空推进技术的现状和天体力学的规则,火星任务意味着要等待非常漫长的时间,直到地球和火星处于合适的位置,才能进行回程。这是一个重大的障碍,因为携带足够的补给品来完成一次可能需要两年以上的任务将是非常昂贵的。

  作为一种替代办法,美国宇航局(NASA)和其他空间机构的飞行任务规划人员正在研究在地球以外生活的方法。具体来说,他们希望找到在火星上种植食物的方法,通过利用火星大气的氮气和二氧化碳或火星土壤来补充从地球带来的食物。

  在ZARM研究中,Cyprien Verseux领导的团队研究了Anabaena蓝藻,它们可以为生命支持系统产生氧气,并将大气中的氮固定成糖、氨基酸和其他营养物质,从而支持微生物或其他作物的食物种植。

  不幸的是,火星大气层非常稀薄,其密度几乎是地球上的百分之一。因此,其地表不可能存在液态水,而且在一定体积的空气中也没有足够的氮气来支持蓝藻的新陈代谢。解决这个问题的办法是在压力容器中培养细菌,但这些容器会很重,很复杂。

  为了克服这个问题,该团队制作了火星结合有机系统的气氛测试仪(ATMOS)生物反应器,由9个一升的玻璃和钢制容器组成,这些容器是无菌的、加热的、压力控制的、数字监控的。在这里面,蓝藻被引入了4%的二氧化碳和96%的氮气,以及含有磷、硫和钙等营养物质的人工火星摄生石的混合物中。

  巧妙的是,在10天的生长期间,容器被加压到地球大气的10%,而不是火星上的1%。实验中,使用火星全球模拟人工雷石作为生长培养基,使用标准培养基作为对照。

  不出所料,细菌在标准培养基上生长得更好,但它在火星土壤上也生长得很好,这意味着在火星上可能能生长出有用的细菌。不过,还有很多工作要做。

  “我们希望从这个概念验证到一个可以在火星上有效使用的系统,”Verseuxays说。“我们的生物反应器ATMOS,并不是我们在火星上使用的培养系统:它的目的是为了在地球上测试,我们将在那里提供的条件。但我们的结果将有助于指导火星栽培系统的设计。例如,较低的压力意味着我们可以开发出更轻的结构,更容易货运,因为它不必承受巨大的内外差异。”

  该研究发表在《微生物学前沿》上。

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