該研究表明,藻類有機會在類似火星的大氣壓力條件下生長。如果人類想要在地球以外建立永久定居點,就需要建造可居住的建築。然而,運輸大量工業建築材料會帶來巨大的物流和財務挑戰。哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院(SEAS) 的科學家正在探索一種生物替代方案。
在環境科學與工程系戈登·麥凱教授兼地球與行星科學系教授羅賓·華茲華斯(Robin Wordsworth)的帶領下,一個國際團隊在類似火星的環境下,成功地在由生物塑料建造的庇護所內培育出綠藻。這些實驗代表我們朝著開發不依賴地球運輸材料的自給自足太空棲息地邁出了第一步。
「如果你有一個由生物塑料構成的棲息地,並在其中生長藻類,那麼藻類就可以生產更多的生物塑料。」Wordsworth 解釋道。 「這樣你就開始擁有一個可以自我維持,甚至隨著時間推移而增長的閉環系統。」

在模擬火星低壓環境的實驗室測試中,華茲華斯領導的研究團隊成功培育出一種名為杜氏鹽藻(Dunaliella tertiolecta)的常見綠藻。這種藻類生長在一個由聚乳酸製成的3D列印容器內。聚乳酸是一種生物塑料,可以阻擋有害的紫外線輻射,同時仍允許足夠的光線通過進行光合作用。
這些藻類在600帕斯卡的大氣壓力(比地球低100倍以上)和富含二氧化碳的大氣(而非地球上的氮氧混合氣)的環境中生存。雖然液態水通常無法在如此低的壓力下存在,但該腔室創造了一個壓力梯度,使水在內部保持穩定。這些發現表明,生物塑膠可能在不適合居住的環境中建造生命維持系統方面發揮至關重要的作用。
研究人員的方法模仿了地球上生物的自然生長方式,為依賴昂貴且難以回收材料的傳統工業方法提供了一種替代方案。
華茲華斯的團隊先前曾示範過一種火星局部地形改造方法,利用二氧化矽氣凝膠薄片模擬地球溫室效應,以實現生物生長。華茲華斯表示,將藻類實驗與氣凝膠結合,可以解決植物和藻類生長所需的溫度和壓力問題,並可能為尋找地外生命開闢更清晰的道路。
沃茲沃斯表示,研究人員接下來希望證明他們的棲息地也能在真空條件下工作,這對於月球或深空應用至關重要。他的團隊還計劃設計一個用於棲息地生產的閉環系統。
「生物材料棲息地的概念從根本上來說非常有趣,它可以支持人類在太空生活,」Wordsworth 說。 「隨著這類技術的發展,它也將為地球上的可持續發展技術帶來附帶效益。」









