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,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,,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)出我們周圍從螺絲刀到牛排的一切事物的基本元素,。“但當(dāng)您身處遠(yuǎn)離地球5000萬公里的地方時(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。
那么它的工作原理是什么呢,?微藻類( 藻青菌)可被編程來吸收陽光并生產(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,。“我們的細(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“如果您需要一個(gè)螺絲刀,您可以拿起一個(gè)充滿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,?!?/p>
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,。“最終,,我們希望能為國(guó)際空間站和未來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。
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)生們很樂觀?!爸灰滥M?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?!盠arsen說,。
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火星上的陽光問題,,因?yàn)榛鹦巧系年柟膺h(yuǎn)沒有地球上的強(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),。