连空气中的汗液都能收集，科学家:吃上自己的排泄物只是时间问题川陀太空(Everett)2017年10月11日

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川陀太空(Everett)2017年10月11日，美国东部时间下午6点53分，SpaceX的猎鹰9号可回收火箭在日落时分发射升空。SpaceX的可重复使用火箭可降低发射物资进入太空的成本，但即使这样，其成本仍然是高昂的。要想重量减轻，其中之一就是减少长时间太空旅行的食品供应，有助于将增加任务执行的成功率。长时间的太空旅行会产生大量的排泄物，于是就有科学家开始有了新的想法。而且如何携带足够的食物一直是有待解决的问题，到目前为止，关于提供食品的解决方案主要集中于在水培箱和温室中种植植物。但这样仍需要大量的空间，水，能源，以及时间，这不能算是真正的解决办法。

如果能够将废弃物直接转化为可食用的营养物质，肯定要比种植西红柿或土豆要快得多。由宾夕法尼亚州立大学的地球科学教授Christopher House带领的研究人员正在尝试这样的研究，他们的目标是去除中间环节。这种方法，中间环节就是植物本身，如西红柿，土豆或其他水果和蔬菜。我们常常设想在火星上执行任务的宇航员能在模拟地球环境中种植地球作物来养活自己，但是这需要大量的能量，空间和物料，对现阶段而言并不是一个好方法。

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宾夕法尼亚州立大学地球科学的专家，我们提出假设，微生物能将宇航员产生的废弃物转化为安全的可直接或间接食用的生物质，并进行了实验。这种假设可能有点儿奇怪，但是其实这与酵母酱有点儿像，你在吃一种‘微生物粘液’。科学家打算利用特定的微生物将废弃物直接转化为可食用的生物质。研究正不断取得进展。川陀太空注意到，该研究核心是微生物反应器，微生物反应器是设计用于使微生物的繁殖表面积最大化的基本容器。这些类型的反应器一般用于处理地球上的污水，而不是生产可食用的生物质。

为了验证他们的想法，研究人员修建了一个长4英尺，直径4英寸的圆柱形容器。在容器内，选定的微生物在一定条件下与人产生的废弃物接触。这个过程属于厌氧反应，与人体消化道内发生的反应类似。实验结果表明其可行性。厌氧消化经常用于地球上的废物处理。

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这是获得已处理和可回收利用物质的有效方法。我们研究的新颖之处在于将营养物质从废弃物中提取出来，然后放入微生物反应器中从而产生食物。

研究团队的发现之一是这个过程很容易产生甲烷，甲烷是高度易燃物，在太空任务中非常危险，但在食品生产中却拥有其他优良的性能。事实证明，甲烷有利于另一种微生物，荚膜甲基球菌的生长。荚膜甲基球菌可以作为动物的食物。研究人员得出结论，这一过程可以为宇航员提供含有52%蛋白质和36%脂肪的营养食品。川陀太空认为，这个过程并不简单。其中的厌氧反应会产生对人体非常危险的病原体。为了防止这种情况，研究团队考虑了在碱性环境或高温环境下培养微生物的方法。

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将培养环境的pH值调节到11之后，他们发现一种嗜盐单胞菌大量繁殖。这种单胞菌含有15%的蛋白质和7%的脂肪。他们还将实验系统升温到能够杀死病原体的158华氏度，并发现有可食用的栖热水生菌繁殖，其包含61%的蛋白质和16%的脂肪。

像英格兰这样的传统垃圾处理厂，需要数天来处理垃圾。宾夕法尼亚州立大学研究团队处理废弃物所用的厌氧反应仅需短短13小时内。他们的研究系统以现代水族箱系统为基础，微生物生长在滤膜表面。微生物从物质流体中获取固体废物并将其转化为脂肪酸。然后，这些脂肪酸被同一滤膜表面的其他微生物转化为甲烷。速度是影响该系统的一个因素。现有的废物处理通常需要花费几天时间。而该团队的实验系统能在13小时内清理49%-59%的固体废弃物。

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该研究系统并不会很快应用于太空中，为了验证其可行性，所有实验都是在独立部件中进行的。功能齐全的完整系统还需要建立。每个部件功能都非常强大，并能快速分解废弃物。这就是为什么该系统有可能会应用于未来的太空飞行中。这可比种番茄或土豆快多了。[一点资讯独家，出品:川陀太空]