未來宇航員有望依靠藻類提供氧氣和食物

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

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

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(xué)方法產(chǎn)生的氧氣，吃的是儲存在飛行器上或者貨運飛船運輸?shù)氖称贰５侨绻祟愐剿骰鹦腔蚱渌乔颍w行幾個月甚至幾年的時間，必須通過生物技術(shù)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(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種藻類反應(yīng)器，利用1.5立方米的藻類可以產(chǎn)生供一個70公斤重的人在封閉空間內(nèi)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(huán)境而發(fā)生變化依然是一個問題。“我們需要通過空間實驗來發(fā)現(xiàn)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(yǎng)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(tài)系統(tǒng)。藻類是生產(chǎn)者，提供氧氣和食物(蛋白質(zhì))，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(huán)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(guān)鍵在于一開始放的藻類的數(shù)量以及每種生物搭配的量是否合適。實驗結(jié)束時，有螺存活，表明實驗?zāi)康囊呀?jīng)基本達到。

目前研究人員把實驗設(shè)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(fā)生光合作用的變化，另一組被用來做地面上的恢復(fù)培育，與第一組進行比較。結(jié)合記錄藻類在太空中生長情況的芯片數(shù)據(jù)，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(fā)現(xiàn)。

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(tài)不會受到地球環(huán)境的影響。專業(yè)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(jié)構(gòu)等方面是否在太空中發(fā)生變化，這將有助于研究宇航員長期駐留太空可能產(chǎn)生的疾病。

（來源：中國日報記者 忻鼎鼎 編輯：陳笛）