近年來,美國、日本和印度等一些國家將目光投向月球和火星上,希望能夠在上面建立太空基地,但建材的選擇和運送成為一項難題,為此,美國國家航空暨太空總署(NASA)科學家想到利用真菌在月球上「種植」房屋的辦法。
NASA先前提出一項「阿提密斯」(Artemis)計劃,預計在 2026年將人類送上月球,並希望在月球上打造適合人類居住的家園。不過,過程遇上許多挑戰,其中包括材料的選擇和運送等問題,因為材料需要高強度、能抵抗太陽風、宇宙射線和劇烈的溫差變化。
另外,若通過太空船將木材、金屬、玻璃等重物從地球運送到其它星球,不僅效率低且運輸成本十分昂貴,這些並不符合建造的成本要求。
因此,美國矽谷艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的資深科學家林恩羅斯柴爾德(Lynn Rothschild)領導的團隊提出,使用真菌菌絲體(myco), 在月球或是火星上「種植」出居住地。
真菌成為宇航新建材
該團隊選用的是一種常見的外表紅色的靈芝真菌,作為建材的菌絲體,將它們放置在沒有陽光的冰塊盒進行培養,測試其在極端太空環境下,例如高溫或是酷寒之中的適應能力。
另外,團隊還對這些真菌進行月球環境(輻射、微重力)模擬實驗,以便觀察這些生物的適應能力。
不過,真菌培養仍存在一些挑戰,目前科學家正努力克服這些問題,希望能從中找到最佳解決方法。這挑戰包括天氣太冷時,它的生長會減慢,天氣太熱容易變質。另外,科學家還需將它們改良成擁有保護性色素(黑色素),以增加它們抵禦輻射的能力。
這些真菌一旦通過這些嚴格的測試,它們將被送往史丹福大學(Stanford University),由黛比塞內斯基(Debbie Senesky)航空航太系副教授掌管的極端環境微系統實驗室(XLab)對其進行一系列的機械評估。
若評估和實驗成功,未來太空人只需要通過著陸器、漫遊車等太空交通工具將這些含有休眠真菌的建材運送到太空人的棲息地,隨後為它們提供適當水份和營養(肉湯、木片),並與月球或火星表面的風化物質(鬆散岩石和塵埃)進行混合,就可以讓真菌在一定框架下生長出房子、車庫、傢俱等人類太空基地所需的日常用品。
羅斯柴爾德對《聖荷西信使新聞報》(The Mercury News)表示,真菌菌絲體是構成真菌根部結構的數百萬條地下絲,它們會填滿它們所擁有的任何空間。因此他們將採用預先設計的充氣框架的形狀,就像氣球一樣,將它們放入其中讓其生長。
該團隊表示,這種真菌有望在幾周內形成一個結構,因此NASA很可能會在太空人抵達之前,就先建造出他們需要的物體,以節省大量時間。若該計劃成功,還有可能為太空人提供可食用的蘑菇。
NASA還提到,真菌可以在一定框架下生長,這樣就可以安全地控制其生長情況,避免真菌污染環境,原因是真菌逃逸有可能會毀滅其它物種。另外,這種材料還具有自我修復、自我複製、生物工程,以及金屬和黑色素等材料增強的潛力。
該團隊預計在未來2年內將獲得美國「NASA 創新先進概念」(NASA Innovative Advanced Concepts,NIAC)計劃的第三階段研究提供的200萬美元經費支持。他們則會繼續用於「地球外菌類構造」(Mycotecture Off Planet)專案技術開發,為未來潛在的太空任務做好準備。
進一步合作與研究
第三階段資助將使研究團隊能夠優化材料性能,讓他們能夠在近地(靠近地球)軌道進行測試,並可能應用到商業太空站、月球任務,最終目標是在火星上使用。
這項技術的概念驗證,早已得到早期的NIAC獎項證明。羅斯柴爾德團隊基於真菌的生物複合材料已經在行星模擬器中進行過測試,並評估了包括輻射防護在內的增強功能,同時起草了詳細的基於菌絲體的月球棲息地設計。
這種生物複合材料除了提供太空人使用之外,在地球上的人們或許也能用到,原因是菌絲體不僅能過濾水,還能從廢水中提取礦物質的,這將有助於淨化環境。
另外,NASA也在與克利夫蘭紅屋工作室的建築師和真菌學家克里斯毛雷爾(Chris Maurer)合作。因為他與合作夥伴正在努力使用一種含有真菌菌絲體和植物廢物融合的「生物磚」去建造房屋,希望「生物磚」能夠取代傳統建築使用的磚塊和砂漿。
NASA 署長比爾尼爾森(Bill Nelson)通過NASA官方媒體表示,這項研究是「阿提密斯」計劃的基石,因為太空人準備重返月球進行生活、學習、發明、創造,以至前往火星或更遙遠宇宙進行探險。
尼爾森解釋,「NASA 準備探索比以往更遠的宇宙,因此就需要一些目前還不存在的科學和技術。」
NASA 總部太空技術任務理事會計劃副管理員沃爾特恩格倫德(Walt Engelund)則表示:「我們致力於推進技術的發展,為運送太空人、探險家提供住所。我們對這項技術進行投資,是因為認識到它們有潛力幫助我們實現目標,能夠用來造福人類。」◇
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