藻类可能有助于人类探索火星

藻类可能有助于人类探索火星

Algae could be instrumental in making human exploration of Mars possible (A) 用于 330 mbar 及以下压力的低压生长室设计,(B) 使用 SlickVacSeal 铝真空室进行 330 mbar 及以下低压生长实验的实验装置照片。 信用: 微生物学前沿 (2021 年)。 DOI:10.3389/fmicb.2021.733244

当世界对来自美国宇航局恒心漫游者任务的第一批图像和数据感到惊叹时,他们正在寻找火星上古代微观生命的迹象,而 UNLV 的一个科学家团队已经在努力下一步工作:如果有一天我们可以送人类怎么办去红色星球?

不过,在派人时要考虑很多事情。 与他们的漫游者同行不同,人类探险者首先需要氧气和食物。 仅在旅行时间上,这也需要大约六到九个月的时间——两种方式。 然后是空气本身。 火星空气中大约有 98% 的二氧化碳(相比之下,地球的只有 1%),气温平均为 -81 度,非常寒冷。

UNLV 地球化学家和 NASA Mars 2020 团队科学家 Libby Hausrath 和微生物生态学家博士后研究员 Leena Cycil 正在探索的正是这些挑战。 答案的很大一部分? 藻类。

“极端藻类”是一种藻类,以其在高海拔雪山或高盐度湖泊等极端环境中茁壮成长的能力而闻名。 这些藻类喜欢二氧化碳,可以用它来产生氧气。 它们也是可食用的,营养丰富,生长迅速。 极端微生物的有益特性使它们能够在地球上一些最荒凉的环境中生长,甚至可能在类似于火星的条件下生长。

“如果我们想用人而不是漫游者和机器人完成长期的太空探索,就需要开发一种自我维持的生命支持系统——食物和可呼吸的空气,”Cycil 说。

Hausrath 和 Cycil 是少数在火星上看到的在低压、弱光条件下研究藻类生长的科学家之一,他们正在研究与以前的研究不同的物种。

早期结果很有希望。 到目前为止,他们已经确定了三种在极端条件下表现出显着增长的藻类。 他们使用低压真空室来模拟与火星相关的大气压力,并在其顶部放上一块钢化玻璃,以使光线进入地球上一半的阳光照射。

这三种藻类是杜氏盐藻,通常在世界范围内的盐湖中发现; Chloromonas brevispina,存在于多雪的气候中; 和小球藻,主要用作蛋白质补充剂或富含蛋白质的食品添加剂,通常存在于天然和工程淡水和土壤栖息地中。

“实际上,我们对藻类在如此低的压力下生长感到惊讶。它们可能在地球上的这些极端环境中茁壮成长,但火星上的大气压力要低得多,所以我们对结果会是什么持怀疑态度,”Cycil 说。

他们关于低压生长的发现发表在 微生物学前沿,另一份关于在低光照水平下生长藻类的出版物将于 2023 年初出版。

该团队一次战略性地研究一个变量,以准确了解每个变量如何影响增长。

他们正在分离每种藻类的某些特征,以了解哪种藻类特征组合最适合火星。 例如,让藻类在低压下生长可能比在特定类型的光照下生长更重要,因为光照比压力更容易操作。 希望实验室条件可以在红色星球表面的温室中重建。

“了解允许藻类生长的遗传适应性有助于设计火星上的最终生命支持系统和潜在温室,”Hausrath 说。

Hausrath 和 Cycil 已经在与 NASA 的一名工程师合作申请他们的工作。 他们的研究表明,这些生物体可以产生与人类生存所需的氧气水平相当的氧气,但工程师将是将其付诸实践的人。

藻类案例

Hausrath 和 Cycil 的工作是为未来人类对火星的短期探索做准备的一部分,在那里,宇航员——而不是漫游者——将进行进一步的实验,并获得更多关于这颗行星及其历史的知识。 最终,这些访问将有助于确定火星是否可以支持人类居住。

“你可以把它比作空间站任务,为我们现在看到的太空飞行商业化铺平道路。随着时间的推移,商业公司将把我们的研究转向载人长期太空旅行,并扩大它和我们所知道的将成倍增长,”Cycil 解释说。 “我们正在从漫游者任务返回的岩石和土壤样本中学习,但还有其他一些我们无法用机器人完成的事情。”


视频:“火星燃料”研究前往月球


更多信息:
Leena M. Cycil 等人,调查低气压下藻类的生长,以促进火星上潜在的食物和氧气生产, 微生物学前沿 (2021 年)。 DOI:10.3389/fmicb.2021.733244

由内华达大学拉斯维加斯分校 (UNLV) 提供

引文:藻类可能有助于人类探索火星(2022 年 10 月 19 日),2022 年 10 月 19 日检索自 https://phys.org/news/2022-10-algae-instrumental-human-exploration-mars.html

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