未来长期航天飞往月球和火星的宇航员可以依靠微藻来提供食物,水和氧气等必需品。国际空间站上的一项新调查使用微藻小球藻(Chlorella vulgaris)作为混合生命支持系统(LSS)的生物组成部分。
随着人类离地球越来越远,长时间携带足够的食物,水和氧气成为一项挑战。包装营养丰富,甚至可能是美味的食物可能会更加困难。
目前的生命支持系统,例如生命支持架(LSR),使用物理化学过程和化学反应来产生氧气和水,并从空间站中去除二氧化碳。
光生物反应器(PBR)研究表明通过添加微藻的生物过程来创建杂交LSS,微藻的光合效率比更复杂的植物高十倍。根据斯图加特大学空间系统研究所的共同研究员和顾问Norbert Henn的说法,这些微小的植物可以从机舱大气中去除浓缩的二氧化碳,并利用光合作用产生氧气,甚至可能为宇航员提供食物。
空间系统研究所于2008年开始研究用于空间应用的微藻,并于2014年开始与Photobioreactor合作,与德国航空航天中心(DLR)和空中客车公司合作。
“随着地球的持续时间和距离的增加,生物系统的使用对于任务变得越来越重要。为了进一步减少对地球再补给的依赖,尽可能多的资源应该在船上回收,”联合调查员Gisela Detrell说。 。
宇航员激活空间站上的系统硬件,让微藻生长180天。根据共同研究者Jochen Keppler的说法,这段时间允许研究人员评估光生物反应器在太空中的稳定性和长期性能,以及微藻的生长行为及其回收二氧化碳和释放氧气的能力。研究人员计划分析地球上的样本,以确定微重力和空间辐射对微藻细胞的影响。
“这是经过飞行验证的生物LSS组件长期运行的第一个数据,”Keppler说。藻类对空间条件的适应能力已在小规模细胞培养中得到广泛应用,但这将是第一次在空间PBR中培育它。
小球藻是世界上研究最多,特征最广泛的藻类之一,用于农业生物燃料,动物饲料,水产养殖,人类营养,废水处理和生物肥料。
“小球藻生物质是一种常见的食物补充剂,由于其高含量的蛋白质,不饱和脂肪酸和各种维生素,包括B12,可以促进均衡饮食,”空间系统研究所的联合研究员和生物技术专家Harald Helisch说。至于味道,他补充说,“如果你喜欢寿司,你一定会喜欢它。”
联合调查员约翰内斯·马丁说,长期目标是通过减少总系统质量和再补给依赖来促进更长的太空任务。“为实现这一目标,未来的重点领域包括将藻类下游加工成可食用食品,并扩大系统,为一名宇航员提供氧气。我们还将与LSS的其他子系统进行互连,如废水处理系统,以及将技术转移和适应基于重力的系统,如月球基地。“
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