太空垃圾变食物，科学家用微生物解决宇航员不敢吃的大问题

“这对未来太空旅行的实现有非常好的促进作用。”

在航空航天的飞行过程中，受限于重量要求，飞船中多采用将人体尿液转化为饮用水的方式来为航天员提供日常的饮用水，但是食物带来的重量问题却始终是无法解决的。

针对这一问题，美国宾州州立大学的研究人员发明了一套系统，该系统利用一系列微生物反应器来处理太空废物，以让其转化为可食用的食物。

多在太空玩几天，吃的问题就是一大难点

现有的太空食物供应方式摆脱不了这样的思路：在国际空间站上利用水培法或者人造光栽培一些蔬菜，但这一过程通常需要耗时几个月甚至几年，难以实现持续供应。

而对于短程太空旅行，航天局会在飞船绕近地轨道飞行时，将物资送上去。一般人每天大约吃4磅（1.8千克）的食物，而航天局将1磅重量的食物送入轨道要花费1万美元，因此送食物的成本也是极其之高。

为什么不将人体排泄物直接转化为食物？危险且口感不好

太空船本质上就是一个封闭的生态系统，基于这一概念，在宇航设计上，科学家首先就会思考将生物废弃物循环变成食物和淡水。但是要想实现这一过程，科学家就要采用微生物来完成这项工作，而这就容易出现病原体混入微生物，从而污染整个生态的情况。

对此，宾夕法尼亚州州立大学地球科学教授Christopher House也表示：“我们设想并测试了利用微生物来处理宇航员的排泄物，同时利用这一处理直接或者间接的制造出可食用的物质这一概念。”

“结果发现有点奇怪，生产出来的食物你吃着就像是吃一些微生物粘性物质。”

将垃圾变食物成唯一可行之道，但安全问题不可避免

于是在实验中，研究人员没有采用人类的排泄物，转而尝试采用了人们生产制造出来的一些废物和废水。在他们搭建的废物管理系统中，有一个长4英尺（122厘米）宽4英寸（10厘米）的圆柱体，即生物反应器。除此之外，他们还搭载了过滤器等设备。

在生物反应器中，科学家引入了一些微生物，它们支持厌氧消化（有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程），但是与普通反应器的过程不一样，这里科学家不把废物变成肥料，而是利用它直接来种植粮食。

测试结果显示，该系统可以在13个小时内消解49％到59％的固态废物，这比现有的任何废物处理系统都要快得多。“每个组件都非常强大，速度很快，能够快速分解。这就是为什么它具有很大优势，它至少比在太空中种西红柿或土豆更快。”

值得指出的是，这一系统是可扩展的，适用于任何大小的航天器。但是如果病原体混入到生物反应器中，虽然产出的粮食不会对人体产生危害，但是整个系统会受到严重的破坏。

为什么研究这个系统：太空旅行不是梦。

为了解决系统的安全和稳定性问题，研究团队通过不断尝试后发现一种希腊拟海藻（Halomonas desiderata）细菌在pH值为11的情况下生产了15％的蛋白质和7％的脂肪；而水生栖热菌（Thermus aquaticus）可以在158ºF（70⁰C）的温度下对物质进行处理， 生产61％的蛋白质和16％的脂肪。基于这一发现，他们找到了在高温或高碱性环境中微生物依然生长的方法，并且他们发现病原体无法适应这样的环境。

对此，Christopher House说道：“如果未来我们能够将系统不断改进，那么我们就可以将85%的碳和氮从废物中还原成蛋白质，这就可以完全取代太空中的水培法或人造光等方式了。”

“这对未来太空旅行的实现有非常好的促进作用。”

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