人类将生命延伸至地球之外的愿景,长期以来一直是科学家和梦想家们着迷的主题。虽然挑战巨大,但最近的突破正将焦点从单纯的“到达”其他星球转向“维持”生命。一个特别有前景的研究途径,由哈佛大学和全球其他机构的团队牵头,围绕着创新性地使用源自藻类的生物塑料来建造自给自足的栖息地,特别是将火星作为主要目标。这种方法解决了太空探索中的一个关键障碍:从地球运输大量建筑材料的高昂成本和复杂的后勤问题。

核心创新在于能够在同样由藻类制成的生物塑料建造的庇护所内培养绿藻——特别是盐生杜氏藻。在哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)进行的实验中,由罗宾·沃兹沃斯教授领导,已经证明了在精心复制火星大气层条件下的藻类成功生长。这不仅仅是在太空中种植植物,而是在建立一个闭环系统。藻类在生物塑料结构内生长,然后可以被用来生产更多的生物塑料,有效地允许栖息地在不依赖于从地球不断补给的情况下生长和自我修复。

这种研究建立在对藻类非凡适应性的理解以及它在塑造我们自身星球的历史作用的基础之上。藻类在创造地球富氧大气层方面发挥了重要作用,现在科学家们正在探索它在火星地球化改造方面的潜力。除了建筑材料之外,藻类还为长期太空任务提供了众多好处。藻类可以作为食物和氧气的关键来源,这对于在长期航行和火星表面维持人类生命至关重要。在原地生产这些基本资源至关重要,因为从地球运输它们在经济和后勤上是不可持续的。此外,这种潜力超出了火星的范围,类似的生物塑料栖息地可以适用于其他天体,甚至用于在空间站内创建自给自足的生态系统。欧洲航天局(ESA)也在积极研究使用从地衣中提取的微藻作为火星探索的潜在资源。

生物塑料栖息地的开发为更雄心勃勃的长期目标打开了大门,比如火星地球化改造——将这颗行星改造成更像地球的过程。虽然一个完全地球化改造的火星仍然是一个遥远的未来,但藻类在初步步骤中发挥着关键作用,比如大气发生。此外,藻类的成功也激发了对其他具有韧性生物体的探索,例如沙漠苔藓Synrichia caninervis,它在模拟火星条件下表现出卓越的生存能力。这些生物方法的融合,再加上3D打印和机器人建造的进步,描绘了一幅引人入胜的未来图景,在这个未来里,人类不仅可以访问其他行星,而且可以在那里真正地生活。最近,詹姆斯·韦伯空间望远镜发现遥远系外行星上潜在的生物特征,这进一步推动了发展能够使我们在地球之外寻找并可能建立生命的技术,而基于藻类的生物塑料可能在其中发挥关键作用。