「這對未來太空旅行的實現有非常好的促進作用。」

在航空航天的飛行過程中，受限於重量要求，飛船中多採用將人體尿液轉化為飲用水的方式來為航天員提供日常的飲用水，但是食物帶來的重量問題卻始終是無法解決的。

針對這一問題，美國賓州州立大學的研究人員發明了一套系統，該系統利用一系列微生物反應器來處理太空廢物，以讓其轉化為可食用的食物。

多在太空玩幾天，吃的問題就是一大難點

現有的太空食物供應方式擺脫不了這樣的思路：在國際空間站上利用水培法或者人造光栽培一些蔬菜，但這一過程通常需要耗時幾個月甚至幾年，難以實現持續供應。

而對於短程太空旅行，航天局會在飛船繞近地軌道飛行時，將物資送上去。一般人每天大約吃4磅（1.8千克）的食物，而航天局將1磅重量的食物送入軌道要花費1萬美元，因此送食物的成本也是極其之高。

為什麼不將人體排泄物直接轉化為食物？危險且口感不好

太空船本質上就是一個封閉的生態系統，基於這一概念，在宇航設計上，科學家首先就會思考將生物廢棄物循環變成食物和淡水。但是要想實現這一過程，科學家就要採用微生物來完成這項工作，而這就容易出現病原體混入微生物，從而污染整個生態的情況。

對此，賓夕法尼亞州州立大學地球科學教授Christopher House也表示：「我們設想並測試了利用微生物來處理宇航員的排泄物，同時利用這一處理直接或者間接的製造出可食用的物質這一概念。」

「結果發現有點奇怪，生產出來的食物你吃著就像是吃一些微生物粘性物質。」

將垃圾變食物成唯一可行之道，但安全問題不可避免

於是在實驗中，研究人員沒有採用人類的排泄物，轉而嘗試採用了人們生產製造出來的一些廢物和廢水。在他們搭建的廢物管理系統中，有一個長4英尺（122厘米）寬4英寸（10厘米）的圓柱體，即生物反應器。除此之外，他們還搭載了過濾器等設備。

在生物反應器中，科學家引入了一些微生物，它們支持厭氧消化（有機物質被厭氧菌在厭氧條件下分解產生甲烷和二氧化碳的過程），但是與普通反應器的過程不一樣，這裡科學家不把廢物變成肥料，而是利用它直接來種植糧食。

測試結果顯示，該系統可以在13個小時內消解49％到59％的固態廢物，這比現有的任何廢物處理系統都要快得多。「每個組件都非常強大，速度很快，能夠快速分解。這就是為什麼它具有很大優勢，它至少比在太空中種西紅柿或土豆更快。」

值得指出的是，這一系統是可擴展的，適用於任何大小的航天器。但是如果病原體混入到生物反應器中，雖然產出的糧食不會對人體產生危害，但是整個系統會受到嚴重的破壞。

為什麼研究這個系統：太空旅行不是夢。

為了解決系統的安全和穩定性問題，研究團隊通過不斷嘗試後發現一種希臘擬海藻（Halomonas desiderata）細菌在pH值為11的情況下生產了15％的蛋白質和7％的脂肪；而水生棲熱菌（Thermus aquaticus）可以在158oF（70?C）的溫度下對物質進行處理， 生產61％的蛋白質和16％的脂肪。基於這一發現，他們找到了在高溫或高鹼性環境中微生物依然生長的方法，並且他們發現病原體無法適應這樣的環境。

對此，Christopher House說道：「如果未來我們能夠將系統不斷改進，那麼我們就可以將85%的碳和氮從廢物中還原成蛋白質，這就可以完全取代太空中的水培法或人造光等方式了。」

「這對未來太空旅行的實現有非常好的促進作用。」

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