NASA正研究如何在外星球修建“真菌屋”_风闻

原创：牧夫天文

原作：Frank Tavares

翻译：贺柏翔

校对：牧夫校对组

编排：贺柏翔

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接： 

https://www.nasa.gov/feature/ames/myco-architecture

科幻小说经常想象着我们在火星，或者其他星球上的未来生活——机器化的控制、充满金属质感的城市、在红色沙丘上升起的飞车。但是现实可能更加与众不同，甚至可以更“环保”。比如，为了取代金属和玻璃建材搭建居住舱的传统方式，NASA正在探索从真菌中“生长”出房屋结构的技术，用于建设未来在其他星球上的家园。同时，这种技术也可以服务于地球，满足可持续化发展的需要。

位于加利福尼亚州硅谷美国宇航局艾姆斯研究中心（Ames Research Center）的真菌建筑（myco-architecture）项目，正在致力于开发在月球，火星以及其他待探索星球中“生长”出居住舱的技术。这个技术最重要之处在于：真菌，以及构成真菌主要部分的不可见的地下丝状体，菌丝。

“目前，火星传统的居住舱设计就像一只海龟，背负着我们的家园——虽然可靠，但是耗费了过多的能源，”早期项目的首席研究员罗斯柴尔德（Lynn Rothschild）这样解释道。“而如果应用新的技术，当我们到达那里时，就可以直接利用菌丝体自行生长的居住舱，无疑节省了大量有用的资源。”

一名研究人员拿着一个装有菌丝的培养皿，菌丝是构成真菌的主要部分的地下丝状体，生长在模拟的火星土壤中

credit: NASA/Ames Research Center/Lynn Rothschild

最终，该项目展望了人来探索的未来——探险者可以利用轻质材料和休眠期的真菌，建造一个紧凑的生活空间，并在前往火星或其他行星的长期旅途中持续使用。在到达目的地后，通过展开基本结构和加水，使真菌能够围绕在这个框架周围生长，并最终成为一个功能齐全的人类居住舱。当然，所有这些都被安全地限制在居住舱内，以避免污染火星环境。

这项研究得到美国宇航局创新先进概念项目(NASA Innovative Advanced Concepts program)的支持，它是合成生物学领域的一部分，即研究如何把生命本身作为技术（如本例中为真菌）。我们在火星上“种植”出可以利用的居住地之前还有很长一段路要走，但早期的研究正在进行，以证明这一创造性解决方案的潜力。所有的工作都将从真菌实验开始。

如图是用生长两周的菌丝体制成的凳子，下一步是烘烤的过程，以得到一件干净实用的家具。真菌建筑的设计目标不仅包含“生长”出居住舱，还包括其中的家具。

Credits: 2018 Stanford-Brown-RISD iGEM Team

生活中的真菌

真菌是一类产生孢子的有机体，例如面包或啤酒中的酵母菌、沙拉中的蘑菇。如果让沙拉在冰箱中放置太久，则可能会滋生霉菌，甚至会产生青霉素等抗生素。

但是你可能没见过真菌的重要组成——菌丝体。这些微小的丝状体以极高的精度构建出复杂的结构，并连接成更大的结构，就像蘑菇一样。在适当的条件下，它们可以被诱导制成新的结构——从类似于皮革的材料到火星居住舱的建筑材料。

实验室中制成的青霉素也源自真菌的一种

Credit：cell

生活在月球和火星上

为未来的宇航员创造一个宜居的家园，意味着要做的不仅仅是盖一个屋顶，更要满足所有的基本需求，就像在地球上一样，更何况他们还要面临生活在一个遥远世界恶劣环境中的严峻挑战。

真菌建筑项目不仅仅是设计一个外壳——它是设计一个家。这个家不仅仅是一堵墙，它有自己的生态系统，有各种各样的生物以及它要保护的人类。

就像宇航员一样，真菌菌丝也需要呼吸和进食。而蓝藻细胞则可以满足这样的需求——通过光合作用将太阳能和二氧化碳转化为氧气和真菌的养料。

使用菌丝体、生活垃圾、木屑制成的砖块，类似材料可以用于在月球和火星上建造生活舱

Credits: 2018 Stanford-Brown-RISD iGEM Team

整个居住的房间分为三层，最外层冻结的水冰（这些冰可以来自月球或火星的土壤资源）有效地阻隔宇宙辐射，并会向下滴落到第二层——蓝藻细胞。这一层可以吸收这些水分，利用穿过冰层的外部光线进行光合作用，为宇航员制造氧气，也为最后一层的真菌提供营养。

最后一层由菌丝体长成，构成坚固的房屋，它首先在一个封闭的环境中被激活生长，然后再将其烘烤至死，这样不仅保留了菌丝的完整结构，也确保没有任何生命污染火星，即使一些菌丝以某种方式逃脱了，它们的基因也会被改变，无法在居住舱之外生存。

将合成生物学带回地球

但这仅仅是个开始。菌丝还可用于过滤水源，并从废水中提取矿物质，除此之外，罗斯柴尔德实验室正在进行的项目还包括：生物发光照明、湿度调节，甚至自生居住舱的自我修复。由于地球上约40%的碳排放来自建设建筑，人们对可持续和经济适用房的需求也在不断增长。

罗斯柴尔德说:“我们在太空探索时，可以比在地球上更自由地试验新的思想和新的材料。在这些原型被设计用于其他世界之后，我们可以把它们带回我们的世界。”

月球和火星的恶劣环境需要新的生活方式——种植房屋而不是建造房屋，从污水中而不是岩石中开采矿物，但当我们转向自然世界的精巧系统，我们完全可以设计出绿色和可持续的解决方案。无论是在遥远的世界，还是在我们不断变化的地球上，真菌都能让我们勇敢地走向未来。

『天文时刻』 牧夫出品

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好奇号

Credit：NASA

说明: 有时候，就连火星车也会停下来看风景。比如，在去年的11月底，好奇号火星车就停下脚步并拍下这片精采的火星景观。其中，特别值得注意的是正前方的中丘（Central

Butte），它是好奇号在拍下这片景观前数天，才刚造访过的不寻常平顶山丘。中丘右侧的远方山峰，是好奇号目前正在探索的盖尔坑中心处——高约5公里的夏普山。覆盖着硫酸盐的夏普山，在这幅经过红光滤镜处理的上色影像里看来极为明亮。在影像左缘浸在黝黑影子里的是薇拉鲁宾岭的南坡，先前好奇号曾探索过这个高地。在薇拉鲁宾岭和中丘之间，可见到好奇号前行到这片视野外所留下的车辙。