@ 2018.01.31 , 11:00

把宇航员的粪便转化成类似马麦酱的食物

把宇航员的粪便转化成类似马麦酱的食物
credit:123RF

要把人和东西送入太空,每盎司重量都不可小觑,因此所有物品都要经过大量仔细核查。所以,宇航员吃的东西既没办法美味更没法经常换口味。但是,假如人们能通过最大限度地回收利用没被消化排出的粑粑的话,会怎样?宾夕福尼亚州的一个团队目前正着眼把固态和液体的人类排出物转变成食物。到目前为止,他们的研究结果进展喜人。

从粑粑到食物
一个人的粑粑会变成另一个人的珍馐!在自然界,什么都可以再利用——甚至所谓的“排泄物”。在我们的星球上,各种各样的微生物和昆虫把较大生物的排泄物做为食物,同时它们自身也变成人家的食物。这样的食物循环周而复始无缝衔接非常完美。科学家们有意在太空中复制类似的模式。

这种做法拥有几大好处:省钱(运送1磅重量物资进入太空需花费1万美金);像火星任务这样的长途载人旅行需要尽可能高效地实现同城(宇宙飞船上)生产消费一条龙。回收分解废物转变成食物这个想法非常吸引人,虽然它的味蕾感受远不及想法那样诱人。假如真要这样的话,就不能随随便便上个厕所把大小便冲了,那可实在太浪费啦。据说现在国际空间站的做法是,固态排出物先存着,随后被小心地释放到地球大气层中,画面太美。

为仿效这种自然生态,宾州的研究者们计划将人体固液态废弃物与可产生可直接或非直接(要经过处理的)食用物质的微生物菌群混合。

宾州地球科学教授Christopher House说:“这东西有点儿奇怪,但可能就像马麦酱或咸味酱一样,在你的食物上涂一层粘糊糊的东西。”

排泄物会被放置在生物反应器里,这个设计灵感来源于海洋馆的粪便过滤器。替代人类的排泄物,研究者们利用人造的人类排泄物,这种东西通常被使用于废物管理系统测试中。

House说:“我们使用商业海洋馆行业的废料把它们转化成甲烷。这些废料的表面有微生物,从液体中把固体废物转化脂肪酸, 脂肪酸再由同一表面的不同微生物转化为甲烷气体。”

研究人员们把甲基球菌属荚膜甲基球菌(Methylococcus capsulatus)这样的微生物放入排泄物,这种微生物能够在厌氧环境下分解废物。该微生物在转化废物为食物方面尤其有效,能把这些废物转化成含52%蛋白质和36%脂肪的物质。在进入反应器13小时后,约59%的的固态废物样本被转化成食物。

人们为何对粑粑如此厌恶呢?人在进化过程中就对它避而远之,因为它是病原体的温床。各种不同类型的传染病大多通过粪便传播。霍乱,痢疾,沙门氏菌或志贺氏杆菌病,轮状病毒,诺瓦克病毒和甲肝E肝等都可能经此感染。排泄物中还存在大量寄生虫和蠕虫。

为解决这个危害,团队在能杀死大多数病原体的高温和高碱性条件下培养出他们所需的微生物。他们发现了一些很有前景的菌株,如Halomonas desiderata,它能存活在ph值11的环境下,产生15%的蛋白质和7%的脂肪。还有Thermus aquaticus,能在摄氏70度的环境下生存,产生61%的蛋白质和16%的脂肪。

“想象一下,假如人们天生对自身的循环系统不抵触的话,那么就可以从排泄废物中获取85%的碳和氮转化成蛋白质而不用借助水培或人工光源。那将是外太空旅行的一个极大突破。”

House说虽然这些初步的发现非常有愿景,但他的系统还未为应用做好准备。因为研究只孤立探索了一些方面,尚未进入完全综合体系。他说:“每个环节都十分健康快速,迅速分解废物。因此对于外太空旅行可能很有用。它比种植西红柿或土豆快捷多了。”

假如粑粑食物的转化失败的话,人类排泄物还有其它的实际应用。

比如,宇航员在执行火星任务时面临的最直接的威胁之一是太空辐射。之前,科学家曾提出在宇宙飞船内壁糊上宇宙员自己的粪便, 这显然是一个极好的抗辐射的绝缘体。

研究结果发表在 Life Sciences in Space Research期刊上。
本文译自 zmescience,由译者 shixinxin 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.8
赞一个 (12)

24H最赞