未來宇航員有望依靠藻類提供氧氣和食物

科學家們正利用藻類和螺類，研究如何滿足執行長期太空任務的宇航員所需氧氣和食物。

這項名叫“空間簡單封閉系統探索與研究”的實驗由中科院水生所劉永定教授主持設計。兩種藻類和三只水泡螺被放在一個封閉的實驗設施里，構成一個簡單的生態系統。它們曾隨著去年11月發射的“神舟八號”無人飛船，在太空中漫游了17天。科學家希望借此探索封閉系統長期穩定運行的規律，同時研究太空的微重力環境對藻類光合作用的影響，從而設計出高效的藻類反應器，能在太空中為宇航員的長期生存提供氧氣和蛋白質。

劉永定教授日前在接受《中國日報》專訪時說，隨“神舟八號”返回的三只水泡螺中，有水泡螺存活了，這表明實驗獲得了初步成功。

“通過生物方法為宇航員提供氧氣和食物是未來的趨勢，”他說。目前太空中宇航員呼吸的是靠物理化學方法產生的氧氣，吃的是儲存在飛行器上或者貨運飛船運輸的食品。但是如果人類要探索火星或其他星球，飛行幾個月甚至幾年的時間，必須通過生物技術提供氧氣和食物。

中國計劃到2020年左右建立自己的空間站，將部署宇航員在空間站長期駐留。未來探索火星和其他行星也是可能的。中科院水生所的科學家們已經開發出一種藻類反應器，利用1.5立方米的藻類可以產生供一個70公斤重的人在封閉空間內生存一天的氧氣。但是在太空中，藻類的光合作用是否因微重力環境而發生變化依然是一個問題。“我們需要通過空間實驗來發現太空微重力對藻類光合作用的影響，”劉永定說。

實驗是在一個充滿培養基的不透明容器中進行。這個容器分成兩部分，中間由一層特殊的薄膜分隔，但不影響氧氣和水在這兩部分間的相互滲透。容器的下半部分裝的是德國提供的裸藻，上半部分是水生所提供的小球藻和三只水泡螺。這三只水泡螺的重量一共不到0.1克，只有指甲蓋的1/3那么大。它們形成了一個簡單的生態系統。藻類是生產者，提供氧氣和食物(蛋白質)，水泡螺是消費者，而水泡螺攜帶的微生物是分解者。

劉教授說，之所以選擇螺來進行實驗，是因為螺能更好地在惡劣環境中生存，并只占用很小的空間。而他的研究小組選擇了水泡螺，是因為水泡螺更耐活。

劉教授指出，實驗成敗的關鍵在于一開始放的藻類的數量以及每種生物搭配的量是否合適。實驗結束時，有螺存活，表明實驗目的已經基本達到。

目前研究人員把實驗設施中的藻類分為兩組進行研究。研究小組成員王高鴻副研究員介紹說，一組藻類被用來觀察其發生光合作用的變化，另一組被用來做地面上的恢復培育，與第一組進行比較。結合記錄藻類在太空中生長情況的芯片數據，研究人員有望在太空微重力對藻類光合作用的影響方面有進一步的發現。

至于從太空中幸存下來的水泡螺，研究小組成員李小燕博士介紹說，這只水泡螺在出艙后就立即被固定液固定住了，這樣才能保證它在太空中的狀態不會受到地球環境的影響。專業實驗人員將在今年6月左右完成對樣本的處理。研究人員將通過該樣本，觀察其器官組織、細胞微觀結構等方面是否在太空中發生變化，這將有助于研究宇航員長期駐留太空可能產生的疾病。

（來源：中國日報記者 忻鼎鼎 編輯：陳笛）