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人类要造火星生物,英国公司推火星胶囊计划

 

移民火星的构想和努力,一直是各国官方宇航局、SPACE X等民间航天技术公司以及好莱坞编剧、导演们的工作。最近一家英国生物工程公司提出“火星改造研究”计划,并被部分科技界人士视为“一项更具现实意义的研究”。

这家名为亨利希德的英国生物工程公司主营业务是微生物研究和研发生物型营养产品和药品,据称在微生物和微生态研究方面具有比较多的技术积累。

比较有意思的是,作为一家提供“口服胶囊”等产品的营养药品公司,英国亨利希德提出的研究项目名为“火星胶囊”。不过这款胶囊不再是用来调解人体机能,而是期望通过生物工程技术改造火星局部环境,甚至构建人类在火星的定居点。

深埋地下的“火星胶囊”,为高科技材料制成的多层气囊

在亨利希德公司的设计中,火星的生态化改造不再是置于火星表面,而是深藏在2米到3米深的火星地下。

“选择地下来构建胶囊微生态圈的主要原因有两个,一是火星表面大气经常发生剧烈的尘暴,容易产生意外侵害;二是火星表面温度变化幅度较大,不利于温度控制。”亨利希德有关人士介绍说。

资料显示亨利希德研究计划提出的“火星胶囊”将带有用于挖掘的机械手,选择相对容易挖掘的沙石地表,挖出狭长壕沟,然后,胶囊完成充气并对自身进行掩埋。

火星表面带有沙土结构的微型陨石坑将是亨利希德“火星胶囊”设计中比较理想的固定环境。

       

(亨利希德公布的资料:微型陨石坑将是火星胶囊的理想展开地点)

微生物可以在火星存活!生物改造火星成为火星胶囊计划的核心

亨利希德公司的科研人员表示,地球生物中,再也找不到比微生物更能适应火星环境的物种。

事实上,NASA(美国国家航空和天管理局)早在1996年就从火星陨石样本中发现了细菌化石结构,该研究推断13000年前的火星表面可能有细菌的存在。

几年之前,科学家们也曾经在国际空间站的哥伦布模块(国际空间站的一个组成部分)外壳上安置了一个高度模拟火星环境的微生物研究平台,模拟包括高度还原的火星大气成分、火星的低气压、外太空极端恶劣的温差、以及强烈的宇宙辐射射线等。用于实验的南极洲低温霉菌(Cryomyces antarcticus) 和minteri低温霉菌(Cryomyces minteri)两种微生物,在经过了长达18个月的时间后,超过60%的菌株仍具有明显的活性,且有接近10%的菌株仍可分裂繁殖。

国际空间站的实验表明,地球微生物可以在火星上存活,并繁殖。

亨利希德的科研人员对微生物强悍、高速的进化能力寄予厚望,他们认为在“火星胶囊”渐进式培育装置的作用下,特种微生物可以比在国际空间站的实验中,逐步进化出在火星环境中更强的生存能力。

(英国亨利希德公开资料展示了部分渐进式培育组件设计)

地球上,通常的细菌每20-40分钟可以繁殖一代,一年的时间就可以繁殖几千代(人类完成几千代基因的遗传和进化需要上万年时间,这个时间已经超过了人类有文字的文明史),其进化的速度往往比高等生物要快很多。生活当中,一个人服用抗生素或者其他药物,期望杀死某些细菌,结果几天或者几周内,部分活下来的细菌产生抗药性,这就是细菌快速进化,以适应恶劣生存环境的典型例子。

而英国亨利希德公司的科研人员希望在“火星胶囊”的渐进式培育组件的帮助下,一部分被甄选出来的特异性微生物可以在抵达火星后,用20-30年的时间,完成超过数万乃至十万代的进化繁殖,从而真正进化出足够适应火星环境的“火星微生物”。

英国亨利希德公司的科研人员也在实验室环境里模拟了火星表面的环境,包括温差、气压、大气成分、宇宙辐射和火星地表化学成分等要素。

“我们初步的实验中,依据NASA和ESA(欧洲航天局)公布的火星探测、分析数据进行环境模拟。”亨利希德公司表示。

“现在已经有多种微生物在模拟环境下,呈现出存活甚至繁殖的迹象。要知道,我们这项研究才刚刚开始。”

多样性的微生物物种配置“生化工厂”,火星胶囊可能培育出“火星土豆”

亨利希德公司借用2015年好莱坞电影《火星救援》里的桥段,表达“火星胶囊”通过微生物改造火星环境的前景,说:“像马克达蒙那样在火星种土豆其实是可行的。”

“现在地球向火星发射物质,有效载荷是一个很大的瓶颈。即便像SPACE X的CEO埃隆马斯克所计划的在20年内满足送人去火星的条件,你也不可能把一大堆环境改造机器送到火星。”亨利希德公司表示。

“这种条件下,微生物就是一个完美的选择。每个微生物个体,都相当于一个微型的生化工厂,只要它能适应火星环境。这些工厂还可以自我复制,从一个到更多个。”

亨利希德的构想是,通过多种多样的微生物组合,完成一个渐进式的改造。

首先是通过多种特异性化能自养微生物(不需要任何有机物就能成长、繁殖的一种微生物类型),比如“吃铁”或者“吃硫”的微生物,完成局部环境的初步改造,以及初始的多元有机质积累。由于微生物机体是糖类物质、蛋白类有机物等构成,这样就相当于在一穷二白的基础上,在火星上制造出了种类多样的有机营养物质,为更多种类的微生物培育提供了物质基础。

在具备了一定量有机营养物质之后,“火星胶囊”将唤醒并释放更多种类的异养微生物(需要有机质才能生存和繁殖的微生物),这些微生物将依据更精细的分工,对火星局部环境进行改造。

在微生物对火星部分区域进行较为充分的改造后,“火星胶囊”即有条件进行最低级植物的培育尝试。亨利希德相信部分耐极端环境的苔藓类(最低级的高等植物)经基因优化后,可以胜任这一任务。当然,这种培育是在更大尺寸的保护气囊中完成,这种气囊是亨利希德设想中的第二代地表气囊。

苔藓是一种低级的光合自养植物,其生长除了需要一定量的有机质土壤(由死去的微生物尸体混合火星沙土沉积提供)外,更多的依靠光合作用制造新的有机物,且生产效率较高。

同时,地表胶囊培育的苔藓还有一项非常重要的贡献--制造人类呼吸所需的氧气。

亨利希德公司把这种气囊内苔藓的培育,称为“粮仓建设”,他们认为在人类宇航员抵达火星之前,这些苔藓可以提前20年甚至30年进行培育和扩大,并且富有现实意义--在人类还不能实现载人的火星飞行之前,已经有足够的能力把大量探测器大小的地表胶囊送到火星。“在人类抵达火星的那一刻,提前20年准备的粮仓将提供足够雄厚的生存资本,包括食物和光合作用带来的氧气。”

亨利希德的有关人士表示,大约30个粮仓气囊,就可以满足一个2人火星考察小组大约一个季度的营养所需。

亨利希德公司透露,他们已经开始着手向NASA(美国国家航空和航天管理局)和ESA(欧洲航天局)两个机构提交“火星胶囊”详细计划资料。

 

编辑: 未知

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