國際太空站上的藻類生物反應器,可為太空人製造氧氣和食物

在 PBR 反應器中,綠色微生物藻類會透過光合作用將二氧化碳轉化成氧氣及可食用生物質(圖:© IRS Stuttgart)

國際太空站(International Space Station)的太空人將開始測試一種由藻類驅動的生物反應器,以評估其未來參與長期太空任務的可行性。

藻類生物反應器

這種由藻類驅動的生物反應器被稱作「光生物反應器」(Photobioreactor,PBR),已於 2019 年 5 月 6 日由 SpaceX 的飛龍號太空船(Dragon)運抵國際太空站。

光生物反應器代表能創造出一個封閉迴路式生命支持系統,未來將能維持太空人在太空中的生存所需資源,而不需要從地球進行補給任務。這對未來的長期火星或月球任務尤其重要,因為這些任務所需的供給,比單次太空船任務所能承載的重量還要多。

自給自足系統

光生物反應器的設計是利用藻類,將太空人在太空站上呼出的二氧化碳,經由光合作用轉化為氧氣及可食用的生物質(biomass)。PBR 預計將與 2018 年運送到太空站的空氣回收系統「進階封閉迴路系統」(Advanced Closed-Loop System,ACLS)搭配運作。ACLS 系統會先從太空站艙內的二氧化碳中提取甲烷與水,接著再由光生物反應器的藻類將剩餘的二氧化碳轉換成氧氣。

在實驗中,會在太空站培養一種稱為綠球藻(Chlorella Vulgaris)的微生物藻。這種藻類除了可以產生氧氣之外,也能產生一種太空人能食用的營養生物質。在太空船內能從二氧化碳製造出可食用的生物質,代表可減少太空任務中需要運送的食物量。研究人員估計,因為這種食物含有高蛋白質,因此可以取代約 30% 的太空人食物。

德國航空太空中心(German Aerospace Center)PBR 實驗的計畫主導人奧立佛·安傑爾(Oliver Angerer)表示:「藉由首次展示出這套混合系統方法,我們正處於未來生命支持系統的領先地位。當然,這些系統主要用於行星基地站或是非常長期的任務,但是如果不在今天奠下基礎,這些技術將無法在需要時使用。」

參考資料:

  1. Mathewson, S., (2019, May 8). Algae ‘Bioreactor’ on Space Station Could Make Oxygen, Food for Astronauts. Space.com
黃威翔
黃威翔 98 文章
清華大學材料工程學系碩士畢業生。一個喜歡學外語,但又在科學領域打滾的平凡人,喜歡美食,日劇,電影,旅遊。

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