據(jù)了解,,每向太空發(fā)送1磅物資要耗費(fèi)10000美元,,由此看來(lái),完成火星任務(wù)的成本可能會(huì)出奇的高。針對(duì)這種狀況,,一群來(lái)自丹麥的學(xué)生可能有一個(gè)名為CosmoCrops的3D打印解決方案,。他們打算利用一個(gè)自定義的共培養(yǎng)系統(tǒng)在太空中生產(chǎn)從食品到藥品和塑料的所有3D打印材料,。
雖然實(shí)現(xiàn)這一方案還需要多年的時(shí)間,,但這個(gè)概念本身是很好的。丹麥奧胡斯大學(xué)(Aarhus University)行星生物學(xué)教授Kai Finster解釋說(shuō),,細(xì)菌可能是實(shí)現(xiàn)這個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵,。如果能對(duì)細(xì)菌進(jìn)行正確編程,這些單細(xì)胞生物理論上可以生產(chǎn)出我們周?chē)鷱穆萁z刀到牛排的一切事物的基本元素,?!暗?dāng)您身處遠(yuǎn)離地球5000萬(wàn)公里的地方時(shí),您真的很想確定這樣做是行得通的,。在成為現(xiàn)實(shí)之前,,還會(huì)有許多測(cè)試階段,,但學(xué)生們已經(jīng)做了很多工作,這非常棒,!”Finster說(shuō),。
那么它的工作原理是什么呢?微藻類(lèi)( 藻青菌)可被編程來(lái)吸收陽(yáng)光并生產(chǎn)糖分,。另外一種生物工程細(xì)菌,,枯草桿菌,將消化藻青菌所生產(chǎn)的糖分并根據(jù)編程內(nèi)容來(lái)生產(chǎn)塑料,、維生素,、礦物質(zhì)和食物等物質(zhì)。這些材料可在基本設(shè)備上被3D打印,?!拔覀兊募?xì)菌將減輕宇航員的負(fù)重?!眳⑴c該項(xiàng)目的一名學(xué)生Joachim Larsen說(shuō)“如果您需要一個(gè)螺絲刀,,您可以拿起一個(gè)充滿(mǎn)可以制造生物塑料的細(xì)菌的培養(yǎng)皿,,然后將里面的細(xì)菌放入一個(gè)已經(jīng)存在有藻青菌的生物反應(yīng)器中,。生物塑料細(xì)菌將利用藻青菌所生產(chǎn)的糖分來(lái)生產(chǎn)生物塑料。有了這些材料,,您就可以用一臺(tái)3D打印機(jī)打印出一把螺絲刀啦,。”
由于需要的設(shè)備極少,,理論上CosmoCrops是非常完美的,。學(xué)生們將與哥本哈根植物科學(xué)中心(Copenhagen Plant Science Center)的Poul Erik Jensen教授緊密合作,副教授Morten Bo Madsen和研究生Christina Toldbo也將在天體生物學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面支持他們,。
更重要的是,,他們打算在地球上研發(fā)建立類(lèi)似的共培養(yǎng)體系,但這樣的方法在太空中才是最有價(jià)值和成本效益的,?!白罱K,我們希望能為國(guó)際空間站和未來(lái)的月球基地或火星基地提供更靈活的生物反應(yīng)器,。這些反應(yīng)器由可互換的墨盒組成,,這些墨盒允許就地用同一個(gè)生物系統(tǒng)生產(chǎn)生物塑料和醫(yī)藥化合物?!睂W(xué)生們說(shuō),。
學(xué)生們希望下個(gè)月能有一個(gè)在運(yùn)轉(zhuǎn)的且起作用的共培養(yǎng)系統(tǒng)。他們可能將在2018年研發(fā)出能抵御外空條件的細(xì)菌,,但研發(fā)出所有的可以制造脂肪,、碳水化合物,、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的細(xì)菌將需要數(shù)年的時(shí)間。生產(chǎn)美味的食物將需要更長(zhǎng)的時(shí)間,,但學(xué)生們很樂(lè)觀,。“只要您知道您希望細(xì)菌所生產(chǎn)的東西的合成路徑和化學(xué)配方,,原則上這些細(xì)菌能制造出包括食品和藥品在內(nèi)的任何東西,。”Larsen說(shuō),。
即使共培養(yǎng)系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn),,學(xué)生們?nèi)詫⑿枰鉀Q火星上的陽(yáng)光問(wèn)題,因?yàn)榛鹦巧系年?yáng)光遠(yuǎn)沒(méi)有地球上的強(qiáng)烈,。雖然他們面臨著一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),,但他們的CosmoCrops概念肯定可以為太空探索做出巨大貢獻(xiàn)。