CosmoCrops项目:让3D打印材料在火星上长出来

据天工社了解,每向太空发送1磅物资要耗费10000美元,由此看来,完成火星任务的成本可能会出奇的高。针对这种状况,一群来自丹麦的学生可能有一个名为CosmoCrops的3D打印解决方案。他们打算利用一个自定义的共培养系统在太空中生产从食品到药品和塑料的所有3D打印材料。

虽然实现这一方案还需要多年的时间,但这个概念本身是很好的。丹麦奥胡斯大学(Aarhus University)行星生物学教授Kai Finster解释说,细菌可能是实现这个项目的关键。如果能对细菌进行正确编程,这些单细胞生物理论上可以生产出我们周围从螺丝刀到牛排的一切事物的基本元素。“但当您身处远离地球5000万公里的地方时,您真的很想确定这样做是行得通的。在成为现实之前,还会有许多测试阶段,但学生们已经做了很多工作,这非常棒!”Finster说。

那么它的工作原理是什么呢?微藻类(藻青菌)可被编程来吸收阳光并生产糖分。另外一种生物工程细菌,枯草杆菌,将消化藻青菌所生产的糖分并根据编程内容来生产塑料、维生素、矿物质和食物等物质。这些材料可在基本设备上被3D打印。“我们的细菌将减轻宇航员的负重。”参与该项目的一名学生Joachim Larsen说“如果您需要一个螺丝刀,您可以拿起一个充满可以制造生物塑料的细菌的培养皿,然后将里面的细菌放入一个已经存在有藻青菌的生物反应器中。生物塑料细菌将利用藻青菌所生产的糖分来生产生物塑料。有了这些材料,您就可以用一台3D打印机打印出一把螺丝刀啦。”

由于需要的设备极少,理论上CosmoCrops是非常完美的。学生们将与哥本哈根植物科学中心(Copenhagen Plant Science Center)的Poul Erik Jensen教授紧密合作,副教授Morten Bo Madsen和研究生Christina Toldbo也将在天体生物学专业知识方面支持他们。

更重要的是,他们打算在地球上研发建立类似的共培养体系,但这样的方法在太空中才是最有价值和成本效益的。“最终,我们希望能为国际空间站和未来的月球基地或火星基地提供更灵活的生物反应器。这些反应器由可互换的墨盒组成,这些墨盒允许就地用同一个生物系统生产生物塑料和医药化合物。”学生们说。

学生们希望下个月能有一个在运转的且起作用的共培养系统。他们可能将在2018年研发出能抵御外空条件的细菌,但研发出所有的可以制造脂肪、碳水化合物、蛋白质等物质的细菌将需要数年的时间。生产美味的食物将需要更长的时间,但学生们很乐观。“只要您知道您希望细菌所生产的东西的合成路径和化学配方,原则上这些细菌能制造出包括食品和药品在内的任何东西。”Larsen说。

即使共培养系统能正常运转,学生们仍将需要解决火星上的阳光问题,因为火星上的阳光远没有地球上的强烈。虽然他们面临着一个巨大的挑战,但他们的CosmoCrops概念肯定可以为太空探索做出巨大贡献。

(编译自3Ders.org)

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