将人类排泄物转化为宇航员食物的过程

宇航员为了进入太空做出了牺牲。与家人和朋友的分离和一定程度的不适是可以接受的，食物和饮料必须根据环境进行特别修改。对于未来设想的长期任务，例如长达数月的火星之旅，携带足够的食物或在途中种植食物的问题是任务规划者关心的问题。

宾夕法尼亚州立大学的研究小组认为，他们可能已经找到了解决方案;但这需要宇航员进行一些心理调整。在太空中，将尿液回收为饮用水是一个既定的条件，尽管这个循环在国际空间站上还没有完全关闭。宾夕法尼亚大学的研究更进了一步:将固体废物转化为可食用的生物质。

研究负责人、地球科学家克里斯托弗·豪斯坚持认为，这并不像听起来那么奇怪。该工艺使用厌氧消化，这已经被广泛使用。“厌氧消化是我们在地球上经常使用的处理废物的方法，”豪斯说。“这是一种有效的大规模处理和回收的方式。我们工作的新颖之处在于，将营养物质从河流中提取出来，并有意地将它们放入微生物反应器中来种植食物。”

豪斯说:“我们设想并测试了一个概念，即在生产可直接或间接食用的生物质的同时，用微生物处理宇航员的废物，这取决于安全问题。”“这个概念有点像马麦酱或维吉麦酱，你吃的是一层‘微生物粘稠物’。”

在杂志上空间研究中的生命科学豪斯和他的同事们将这个过程中使用的装置描述为一个封闭的圆柱体，长4英尺(1.2米)，直径4英寸(10厘米)。这里的设备是从水族馆里用来处理鱼排泄物的设备改造而来的，在那里，一个覆盖着细菌培养物的过滤器可以分解废物。

这个过程的关键部分是废物被分解产生甲烷(厌氧消化的基本过程)，但这些甲烷随后又被用来喂养其他微生物。

豪斯说:“在[过滤]材料的表面有微生物，它们从溪流中吸收固体废物并将其转化为脂肪酸，脂肪酸被同一表面的另一组微生物转化为甲烷气体。”

为了确保甲烷喂养的微生物可以安全食用，这部分过程是在不利于有害病原体生长的条件下进行的。豪斯的研究小组发现，在pH值为11时，他们可以培养出一种细菌Halomonas站它既可以食用，又含有15%的蛋白质和7%的脂肪。在158°F(70°C)的灭菌高温下，它们可以生长水生栖热菌它含有61%的蛋白质和16%的脂肪，更有营养。

这个过程比传统的废物处理要快，在13小时内转化了49% - 59%的固体。“这就是为什么这可能在未来的太空飞行中有潜力，”豪斯说。“它比种植西红柿或土豆要快。”

研究人员仍然需要将他们的系统构建成一个完全集成的单元;他们单独测试了各种成分。豪斯说:“想象一下，如果有人对我们的系统进行微调，这样你就可以在不使用水培法或人造光的情况下，从废物中获得85%的碳和氮转化为蛋白质。”“这将是深空旅行的一个了不起的发展。”

没人说太空旅行会很迷人。

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