首先如何在火星上建立基地呢？很簡(jiǎn)單：送一些細(xì)菌到這顆紅色的星球，讓它們開(kāi)采鐵。幾年后再派來(lái)人類定居者，細(xì)菌用鐵來(lái)建造基地。簡(jiǎn)而言之，這就是代爾夫特科技大學(xué)博士生本杰明·萊納(Benjamin Lehner)的提議。

在過(guò)去四年中，萊納與代爾夫特科技大學(xué)的同事以及來(lái)自歐洲航天局和美國(guó)宇航局的研究人員一起，為一項(xiàng)利用細(xì)菌的無(wú)人飛行任務(wù)制定了廣泛計(jì)劃。假設(shè)你想在火星上建立一個(gè)基地，當(dāng)然可以把宇航員，工具和建筑材料裝上火箭。

但是這樣的方法非常昂貴，因?yàn)樵谔瞻l(fā)射中每千克就是天文數(shù)字成本。最重要的是，沒(méi)有足夠的裝備來(lái)承受在前往火星的旅途中以及在這顆紅色星球本身表面所暴露的輻射，也需要氧氣和大量的食物，人類會(huì)感到疲倦和生病。代爾夫特科技大學(xué)博士生本杰明·萊納(Benjamin Lehner)擁有納米技術(shù)和生物學(xué)背景，現(xiàn)在他提出了一個(gè)計(jì)劃，在最初幾年不涉及任何人。

計(jì)劃也消除了向火星發(fā)送重物質(zhì)的需要，在他的研究論文中，Lehner提出使用包含三個(gè)組件的無(wú)人太空艙：一個(gè)漫游者，一個(gè)生物反應(yīng)器和一個(gè)3-D打印機(jī)。漫游者只不過(guò)是一把輪子上的鏟子，白天它挖出富含鐵的火星土壤(稱為風(fēng)化層)，并將其帶到生物反應(yīng)器中。這個(gè)反應(yīng)器充滿了Shewanella onedensis種的細(xì)菌。在其自然形態(tài)下，我們不能使用火星土壤中的大部分鐵，但是S.onedensis有能力將部分土壤轉(zhuǎn)化為磁鐵礦（一種鐵的磁性氧化物）。

殘余廢物

在細(xì)菌完成工作后，可以用磁鐵提取磁鐵礦，使用一種名為光刻陶瓷制造(LCM)的技術(shù)，3-D打印機(jī)然后將原材料轉(zhuǎn)換成螺絲、螺母、鐵板和其他物體——未來(lái)人類定居者建造火星基地所需的一切。細(xì)菌的一些主要優(yōu)點(diǎn)是它們可以自我繁殖，易于運(yùn)輸并且價(jià)格便宜，并且它們可以承受大量的輻射。在Lehner的計(jì)劃中，微藻喂養(yǎng)細(xì)菌。這些藻類將火星大氣中的陽(yáng)光和二氧化碳轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣。它們還會(huì)產(chǎn)生殘余廢物，這將是火星第一批定居者的重要資源，因?yàn)樗梢杂米鞫逊省Ｉ锖铣煞磻?yīng)器本身也產(chǎn)生這樣的有機(jī)廢物。

污染風(fēng)險(xiǎn)

Lehner和團(tuán)隊(duì)計(jì)算了一個(gè)1400升反應(yīng)堆的無(wú)人太空艙可以產(chǎn)生多少鐵：每年大約350公斤。3.3年后，它將產(chǎn)生比膠囊內(nèi)所能容納的更多鐵，通過(guò)向火星發(fā)射幾個(gè)這樣的無(wú)人太空艙，可以在幾年內(nèi)生產(chǎn)出大量的鐵。同時(shí)還考慮了3D打印材料的存儲(chǔ)，而且還要防止細(xì)菌污染火星，因?yàn)檫@可能會(huì)阻礙在火星上尋找生命。解決辦法：附在膠囊一側(cè)的充氣密封室，材料可以安全地存儲(chǔ)在這個(gè)受保護(hù)的空間中但都有潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)存在，你同不同意這樣的方式呢？

該提議符合近年來(lái)在空間研究中變得更加流行的一種方法：原位資源利用(ISRU)。即收集、加工和使用自然存在于行星或其他天體上的材料。歐空局科學(xué)顧問(wèn)艾丹·考利博士說(shuō)：原位資源利用是我們需要開(kāi)拓的一項(xiàng)重要技術(shù)，以便使可持續(xù)勘探成為可能。應(yīng)該檢查所有的方法，在這種情況下，Benjamin的研究為此類應(yīng)用的生物過(guò)程增加了有價(jià)值的洞察。歐空局和美國(guó)宇航局已經(jīng)表示，他們希望進(jìn)一步發(fā)展萊納的想法，所以誰(shuí)知道呢，也許有一天這個(gè)計(jì)劃會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

博科園｜研究/來(lái)自：代爾夫特理工大學(xué)

參考期刊《微生物學(xué)》

DOI: 10.4233/uuid:acd7102b-339b-45b5-972e-fe3a2ad9c52e

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