未来宇航员有望依靠藻类提供氧气和食物

中国日报,2012-05-08

科学家们正利用藻类和螺类，研究如何满足执行长期太空任务的宇航员所需氧气和食物。

这项名叫“空间简单封闭系统探索与研究”的实验由中科院水生所刘永定教授主持设计。两种藻类和三只水泡螺被放在一个封闭的实验设施里，构成一个简单的生态系统。它们曾随着去年11月发射的“神舟八号”无人飞船，在太空中漫游了17天。科学家希望借此探索封闭系统长期稳定运行的规律，同时研究太空的微重力环境对藻类光合作用的影响，从而设计出高效的藻类反应器，能在太空中为宇航员的长期生存提供氧气和蛋白质。

刘永定教授日前在接受《中国日报》专访时说，随“神舟八号”返回的三只水泡螺中，有水泡螺存活了，这表明实验获得了初步成功。

“通过生物方法为宇航员提供氧气和食物是未来的趋势，”他说。目前太空中宇航员呼吸的是靠物理化学方法产生的氧气，吃的是储存在飞行器上或者货运飞船运输的食品。但是如果人类要探索火星或其他星球，飞行几个月甚至几年的时间，必须通过生物技术提供氧气和食物。

中国计划到2020年左右建立自己的空间站，将部署宇航员在空间站长期驻留。未来探索火星和其他行星也是可能的。中科院水生所的科学家们已经开发出一种藻类反应器，利用1.5立方米的藻类可以产生供一个70公斤重的人在封闭空间内生存一天的氧气。但是在太空中，藻类的光合作用是否因微重力环境而发生变化依然是一个问题。“我们需要通过空间实验来发现太空微重力对藻类光合作用的影响，”刘永定说。

实验是在一个充满培养基的不透明容器中进行。这个容器分成两部分，中间由一层特殊的薄膜分隔，但不影响氧气和水在这两部分间的相互渗透。容器的下半部分装的是德国提供的裸藻，上半部分是水生所提供的小球藻和三只水泡螺。这三只水泡螺的重量一共不到0.1克，只有指甲盖的1/3那么大。它们形成了一个简单的生态系统。藻类是生产者，提供氧气和食物(蛋白质)，水泡螺是消费者，而水泡螺携带的微生物是分解者。

刘教授说，之所以选择螺来进行实验，是因为螺能更好地在恶劣环境中生存，并只占用很小的空间。而他的研究小组选择了水泡螺，是因为水泡螺更耐活。

刘教授指出，实验成败的关键在于一开始放的藻类的数量以及每种生物搭配的量是否合适。实验结束时，有螺存活，表明实验目的已经基本达到。

目前研究人员把实验设施中的藻类分为两组进行研究。研究小组成员王高鸿副研究员介绍说，一组藻类被用来观察其发生光合作用的变化，另一组被用来做地面上的恢复培育，与第一组进行比较。结合记录藻类在太空中生长情况的芯片数据，研究人员有望在太空微重力对藻类光合作用的影响方面有进一步的发现。

至于从太空中幸存下来的水泡螺，研究小组成员李小燕博士介绍说，这只水泡螺在出舱后就立即被固定液固定住了，这样才能保证它在太空中的状态不会受到地球环境的影响。专业实验人员将在今年6月左右完成对样本的处理。研究人员将通过该样本，观察其器官组织、细胞微观结构等方面是否在太空中发生变化，这将有助于研究宇航员长期驻留太空可能产生的疾病。