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NASA新研究 太空尿培养酵母“变身”口中食

来源:网络整理 编辑:采集侠 时间:2018-04-16

  太空尿能“变身”口中食?

  不同于地面旅行,宇航员的太空旅行不能带太多行李,因为每增加一点重量,都代表要多花一点火箭燃料,每多一点火箭燃料,都代表着多花一点钱——按照目前的技术,每运送一升水到太空需要花费4.8万美元。

  如何让宇航员以更经济的方式在太空停留更长时间?废物循环利用显然是一个方向,这也是美国航空航天局(NASA)挖空心思探索的一个方向。所有废物,包括宇航员的尿,都是NASA眼中的宝——NASA关于尿液的一个最新研究是,用宇航员的尿培养酵母菌,用酵母菌制造营养成分,最终变回宇航员口中的食物。虽然尿液变为食物听起来有点倒胃口,但为了人类在太空的“一小步”,这也是值得的。

  广州日报全媒体记者温俊华 编译

  借尿液培养酵母菌

  当地时间22日,在正在举行的美国化学学会年会上,来自美国顶级公立大学克莱姆森大学的科学家透露,NASA正在资助他们进行一项科研,试图利用宇航员的尿培养酵母菌,用酵母菌制造营养成分,最终变回宇航员口中的食物。

  据克莱姆森大学化学博士本纳介绍,在团队的初步实验中,他们发现,通过生物工程改造,一种名为“解脂耶氏酵母菌”的酵母菌能生产出欧米珈-3脂肪酸,后者是一种人体必需的营养元素。在食物昂贵并匮乏的太空,一盘这种酵母培养物组成的糊状膏或许就是难得的营养食物。

  本纳指出,这些酵母菌株可用尿液培养,换句话说,要在太空中制造富含欧米珈-3脂肪酸的酵母培养物,也就是宇航员撒泡尿就能办到的事。具体来说,宇航员需要从尿液中分离出尿素,把尿素和酵母菌株放在一个容器中,还需要往容器里添加蓝藻,并注入二氧化碳,蓝藻能提供酵母菌株生长所需的糖分,二氧化碳能把糖分喂给酵母菌株,这样,酵母菌株就能成功生长了。

  尽管目前克莱姆森大学的团队只能制造出很少酵母培养物,但他们正在想办法加速酵母的生长。“未来,在太空或一些极端贫困国家,制造这种酵母培养物为营养食物或许是一条减少废物产出和提供食物的另类出路。”本纳说。

  变身3D打印材料

  除了食物方向的研究,克莱姆森大学团队利用尿液的另一项研究是从尿液中提取聚酯聚合物,这种聚合物可用作3D打印的材料,用于制造塑料部件。

  例如,宇航员在太空行走中或许会丢失一两件工具,这时,他们就可以利用尿液中分离的有用分子制造所需工具。“如果宇航员需要进行几年跨度的旅行,我们就必须找到令这些工具和物质重生的办法。”本纳说。“让宇航员从被动接受供给转变为在需要的时候自主制造,这就是我们的目标。”

NASA新研究 太空尿培养酵母“变身”口中食

资料图:NASA公布的一次太空行走任务的视频截图。

  尿液变身饮用水

  在NASA众多变尿为宝的努力中,将宇航员的尿液和汗水等转变为饮用水的探索进行得比较早,因为尿液中含有大约95%的水,如果从国际空间站的厕所中可以循环使用更多的水,那将减少运水到空间站的成本。这项研究也取得了初步的成功,在美国史密森电视频道6月播出的纪录电影《美国的秘密航天英雄》中,NASA的“尿液处理首席工程师”——对,你没看错,就是“尿液处理首席工程师”——普鲁埃特就介绍了在太空将尿液转变为饮用水的方法。

  根据普鲁埃特的介绍,在收集到自己的尿液后(包括从国际空间站空气中过滤出来的水分,其中大部分是宇航员的汗水),宇航员必须在其中加入额外的外学物质,以阻止尿液的分解、防止细菌滋生。

  随后,宇航员会使用离心机进行尿液的物质分离,在此过程中,尿液受到离心力的作用发生运动和物质分离,浓度较大的液体将黏附在容器壁上,而浓度较小的则会随着蒸发作用被吸入上方,接着进入下一步骤的净化设备中。

  最终,处理完成的尿液蒸馏液会被送入一台专门的水处理器进行过滤处理,最终得到可供宇航员饮用的洁净水。

  NASA估计,平均每位宇航员在长达一年的任务中需要喝下730升回收自尿液和汗水的水。但据美国宇航员透露,来自俄罗斯的宇航员拒绝饮用尿液净化而成的饮用水。

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