太空自给自足:航天员如何依赖细菌生存?

发表时间: 2024-10-22 14:42

星际旅行是人类探索的终极梦想,但面对遥远的星际旅行,最大的挑战之一就是如何在长途太空航行的过程中解决食物问题。

因为如果只是把食物装进飞船中,这样做的话不仅很耗费空间,而且很难做到让食物的保存时间达到长达数百年的标准。

然而,最近有科学家提出了一个新的想法,他们认为小行星中的材料就能解决这个问题,只要宇航员能够将这些材料转化为食物,就能达到在太空中自给自足的目的。

那么,这个小行星中含有什么“食物”呢?

宇航员在太空吃什么?

国际空间站作为迄今为止最大的太空实验室,科学家们曾经在这里进行了近二十年的辛勤耕作。

然而,在国际空间站中,航天员们所吃的东西并不是由他们自己种植的,而是由地球发射到空间站中的冻干食品。

这些冻干食品不仅可以在常温下保存数年,甚至数十年,并且各种各样的美味佳肴被打包进密封袋中,随着宇航员的生活习惯,甚至可以将袋子剪口后倒入热水中复原,然后再倒入盘子中,即可享用。

尽管国际空间站中不允许航天员们将食物带出实验室,但他们还是会偶尔将吃剩的食物带到国际空间站的窗口进行投放,以供小行星或其他星体的细菌进行食物链研究。

然而,作为一个高科技的空间实验室,国际空间站的食物一半是由NASA自己研发的,另一半是由NASA专门引进的太空食品。

这些太空食品的研发过程可不是一件简单的事情,从原材料的选取到最终的包装,都需要经过多年的高端技术把控才能够制作出来。

太空食品不仅需要考虑保存时间的问题,还需要考虑宇航员的口味和营养需求。

为了让宇航员们在无数次的太空任务中不觉得厌倦,NASA研发团队还会在每次发射都更改太空食品的配方,以满足宇航员们的多样化需求。

然而,如今的宇航员们已经非常懂得珍惜在国际空间站的每一分钟,他们知道错过了这些重要的研究,他们可能会再也没有机会接触到这些科学实验。

因此,在进入空间站的那三个月里,宇航员们不敢浪费一秒钟的时间,一刻不停地进行实验和工作。

如今航天员在太空中吃的还是地球的食物,显然不够自给自足。

如果要在宇航员们遨游太空的同时让他们自己生产食物,那地球和月球之间的距离过于遥远,搭建一个植物园也不是一个现实的选择。

其实早在30年前,人类就在微重力环境中成功培育出植物,并且在2015年,NASA正式宣布在国际空间站中成功培育出了“太空生菜”。

从那时起,国际空间站就开始了“太空生长”实验,让各种植物都能够适应在太空种植。

但是,遗憾的是,这个技术目前仍然没有可以在其他星球上实现的可能性。

一方面是因为习惯了地球环境的植物在极端环境下的适应困难,另一方面是植物生长需要大量的土壤、阳光,甚至还需要雨水来滋润。

因此,在火星等星球上,巨大的温度差和极端的环境条件使得即便植物能够存活下来,其生长速度也是非常缓慢的。

此外,许多蔬菜和水果只能够在特定的气候条件下生长,在地球的许多地区甚至无法生长。

因此,可以说在火星上种植植物并不是一个非常现实的选择。

小行星中的食物。

因此,人类开始将目光投向小行星上。

小行星又称为小行星,其实就是“小行星带”中分散的小天体。

这个小行星带位于火星和木星之间,距离地球大约2.7AU左右。

小行星是太阳系中留下来的“幼年残骸”,也是太阳系初始物质的一个组成部分。

它们并不属于氢、氦等气体行星,也不属于土壤类的类地行星,而是属于气体和土壤结合体的“冰冻小行星”。

这种小行星的质量一般不到0.1地球质量,并且体积非常小,一般只有几千米甚至更小。

不过,这些小行星虽然体积非常小,但却非常丰富。

然而,令人惊讶的是,这些小行星的组成中有着5%的有机物,这个比例远远超过了地球上的有机物含量。

这些有机物就像是宇宙中漂浮的“肥料”,让科学家们意识到如果将这些肥料带回来,放到土壤中,植物就能获得充足的营养。

然而,这些有机物并不能提供植物生长所需的矿物质,为什么科学家们会认为它们可以呢?

其实,这些有机物可以通过热解处理的方式转化成植物所需的矿物质。

在高温的作用下,有机物会分裂成更小的物质,其中包含了植物所需的氮、碳、氧等元素。

因此,只要将这些小行星上的有机物带回地球,放入植物生长所需的矿物质,植物就能够在土壤中自由生长。

令人惊叹的是,这样的想法并不仅仅是科学家的猜测。

这项研究是在小行星探测器“OSIRIS-Rex”对小行星贝努开展研究时发现的。

科学家们在小行星上发现了大量的有机物,并且分析了其中的组成,发现这些有机物不仅与地球上有机物的组成一致,而且含有着丰富的营养成分。

于是,科学家们对这些有机物展开了深入研究,并且计算出了它们的数量。

结果令人震惊,这些小行星上丰富的有机物竟然足够让宇航员在国际空间站中生存631年!

为了想象一下这些有机物能产生多大的食物量,科学家们设想如果将这些有机物转化为细菌并进行培养,那么人类能够食用多少食物?

我们知道,细胞生长是地球上最古老的生物学过程之一。

细胞分裂时,通常只有一部分细胞会继续生长,大部分细胞都会死亡。

因此,细胞的分制率是一个非常重要的生物学指标。

然而,如果细胞的分裂发生在微生物细胞中,那将会是一个仅仅需要几分钟就能实现数倍增长的过程。

科学家们还考虑到了细菌培养的时间成本。

经过计算,如果让631名宇航员在小行星贝努中生活四年,他们就能享用到一年份的食物。

让人震惊的是,根据科学家的计算,仅仅小行星贝努中就有631位宇航员一年份食物所需的有机物。

这项研究的意义在于,如果人类将来能够在小行星或者其他星球上建立起自给自足的殖民地,那么星际旅行就不再是难以实现的梦想。

不仅如此,在研究人员的设想中,如果能够在小行星上搭建起来一个微型实验室,人类就能将这些有机物作用于多种细菌的生长,甚至可以研发出全新的食品。

因此,641位宇航员一年份的食物所需的有机物,让人对这些新型食品产生了更多的期待。

但是,这一研究目前仍处于初步阶段,还有许多环境和技术问题需要解决。

然而,这项研究的发展将有望在银河系中开辟出人类的生存空间。

星际旅行的未来

在一颗小行星上生产食物不仅仅能够解决宇航员们在太空中吃饭的问题,更是让人们看到了未来星际旅行的一种全新可能性。

如果人类能够在其他星球上建立起自给自足的殖民地,那么人类就能在星际旅行中从容自若,仿佛阳光普照大地,然而并不需要付出任何代价。

此外,在小行星上生产食物也能够让人类得到更多的探索空间,因为小行星往往离其他星球更近,或者在小行星带等其他星忻之间。

为了在这些星球上进行探索,人类并不需要飞往遥远的火星等地,就能够进行星际旅行。

而且在这些小行星上建造实验室的成本也远远低于在火星等地建立实验室的成本。

因此,在小行星上开发食物所产生的研究成果,不仅能够让人类在星际旅行时能够自给自足,更能让人类的星际探索更加便利和经济。

这样的技术一旦实现,将极大地拓宽人类探索太空的空间,让人类的活动范围不仅局限于太阳系,而是能够飞到其他恒星附近的星球进行探索。

这将是人类探索宇宙的终极梦想。

而这一研究成果在不久的将来就有可能实现,我们正在见证这个伟大改变的时代。

而且,随着这一研究的不断深入,我们也将会有机会尝试这些宇宙食材,品尝外星美食。

结语:

小行星上其实存在着许多未知的东西,还有许多有机物可能会产生其他的物质。

正如之前的研究发现,地球上的许多药物都是来自于细菌。

如果我们在小行星上培养其他生物,或许能够发现更多的奇迹。

因此,科学家们还有许多其他的生物技术研究可能会在小行星上进行,这也让我们对未来充满了期待和幻想。

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