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原創(chuàng)：牧夫天文
原作：Frank Tavares
翻譯：賀柏翔
校對：牧夫校對組
編排：賀柏翔
后臺：庫特莉亞芙卡 李子琦
原文鏈接：
https://www.nasa.gov/feature/ames/myco-architecture
科幻小說經(jīng)常想象著我們在火星，或者其他星球上的未來生活——機(jī)器化的控制、充滿金屬質(zhì)感的城市、在紅色沙丘上升起的飛車。但是現(xiàn)實可能更加與眾不同，甚至可以更“環(huán)保”。比如，為了取代金屬和玻璃建材搭建居住艙的傳統(tǒng)方式，NASA正在探索從真菌中“生長”出房屋結(jié)構(gòu)的技術(shù)，用于建設(shè)未來在其他星球上的家園。同時，這種技術(shù)也可以服務(wù)于地球，滿足可持續(xù)化發(fā)展的需要。
位于加利福尼亞州硅谷美國宇航局艾姆斯研究中心（Ames
Research
Center）的真菌建筑（myco-architecture）項目，正在致力于開發(fā)在月球，火星以及其他待探索星球中“生長”出居住艙的技術(shù)。這個技術(shù)最重要之處在于：真菌，以及構(gòu)成真菌主要部分的不可見的地下絲狀體，菌絲。
“目前，火星傳統(tǒng)的居住艙設(shè)計就像一只海龜，背負(fù)著我們的家園——雖然可靠，但是耗費了過多的能源，”早期項目的首席研究員羅斯柴爾德（Lynn
Rothschild）這樣解釋道?！岸绻麘?yīng)用新的技術(shù)，當(dāng)我們到達(dá)那里時，就可以直接利用菌絲體自行生長的居住艙，無疑節(jié)省了大量有用的資源?！?/p>
一名研究人員拿著一個裝有菌絲的培養(yǎng)皿，菌絲是構(gòu)成真菌的主要部分的地下絲狀體，生長在模擬的火星土壤中
credit: NASA/Ames Research Center/Lynn Rothschild
最終，該項目展望了人來探索的未來——探險者可以利用輕質(zhì)材料和休眠期的真菌，建造一個緊湊的生活空間，并在前往火星或其他行星的長期旅途中持續(xù)使用。在到達(dá)目的地后，通過展開基本結(jié)構(gòu)和加水，使真菌能夠圍繞在這個框架周圍生長，并最終成為一個功能齊全的人類居住艙。當(dāng)然，所有這些都被安全地限制在居住艙內(nèi)，以避免污染火星環(huán)境。
這項研究得到美國宇航局創(chuàng)新先進(jìn)概念項目(NASA
Innovative Advanced Concepts
program)的支持，它是合成生物學(xué)領(lǐng)域的一部分，即研究如何把生命本身作為技術(shù)（如本例中為真菌）。我們在火星上“種植”出可以利用的居住地之前還有很長一段路要走，但早期的研究正在進(jìn)行，以證明這一創(chuàng)造性解決方案的潛力。所有的工作都將從真菌實驗開始。
如圖是用生長兩周的菌絲體制成的凳子，下一步是烘烤的過程，以得到一件干凈實用的家具。真菌建筑的設(shè)計目標(biāo)不僅包含“生長”出居住艙，還包括其中的家具。
Credits: 2018 Stanford-Brown-RISD iGEM Team
生活中的真菌
真菌是一類產(chǎn)生孢子的有機(jī)體，例如面包或啤酒中的酵母菌、沙拉中的蘑菇。如果讓沙拉在冰箱中放置太久，則可能會滋生霉菌，甚至?xí)a(chǎn)生青霉素等抗生素。
但是你可能沒見過真菌的重要組成——菌絲體。這些微小的絲狀體以極高的精度構(gòu)建出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并連接成更大的結(jié)構(gòu)，就像蘑菇一樣。在適當(dāng)?shù)臈l件下，它們可以被誘導(dǎo)制成新的結(jié)構(gòu)——從類似于皮革的材料到火星居住艙的建筑材料。
實驗室中制成的青霉素也源自真菌的一種
Credit：cell
生活在月球和火星上
為未來的宇航員創(chuàng)造一個宜居的家園，意味著要做的不僅僅是蓋一個屋頂，更要滿足所有的基本需求，就像在地球上一樣，更何況他們還要面臨生活在一個遙遠(yuǎn)世界惡劣環(huán)境中的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
真菌建筑項目不僅僅是設(shè)計一個外殼——它是設(shè)計一個家。這個家不僅僅是一堵墻，它有自己的生態(tài)系統(tǒng)，有各種各樣的生物以及它要保護(hù)的人類。
就像宇航員一樣，真菌菌絲也需要呼吸和進(jìn)食。而藍(lán)藻細(xì)胞則可以滿足這樣的需求——通過光合作用將太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和真菌的養(yǎng)料。
使用菌絲體、生活垃圾、木屑制成的磚塊，類似材料可以用于在月球和火星上建造生活艙
Credits: 2018 Stanford-Brown-RISD iGEM Team
整個居住的房間分為三層，最外層凍結(jié)的水冰（這些冰可以來自月球或火星的土壤資源）有效地阻隔宇宙輻射，并會向下滴落到第二層——藍(lán)藻細(xì)胞。這一層可以吸收這些水分，利用穿過冰層的外部光線進(jìn)行光合作用，為宇航員制造氧氣，也為最后一層的真菌提供營養(yǎng)。
最后一層由菌絲體長成，構(gòu)成堅固的房屋，它首先在一個封閉的環(huán)境中被激活生長，然后再將其烘烤至死，這樣不僅保留了菌絲的完整結(jié)構(gòu)，也確保沒有任何生命污染火星，即使一些菌絲以某種方式逃脫了，它們的基因也會被改變，無法在居住艙之外生存。
將合成生物學(xué)帶回地球
但這僅僅是個開始。菌絲還可用于過濾水源，并從廢水中提取礦物質(zhì)，除此之外，羅斯柴爾德實驗室正在進(jìn)行的項目還包括：生物發(fā)光照明、濕度調(diào)節(jié)，甚至自生居住艙的自我修復(fù)。由于地球上約40%的碳排放來自建設(shè)建筑，人們對可持續(xù)和經(jīng)濟(jì)適用房的需求也在不斷增長。
羅斯柴爾德說:“我們在太空探索時，可以比在地球上更自由地試驗新的思想和新的材料。在這些原型被設(shè)計用于其他世界之后，我們可以把它們帶回我們的世界。”
月球和火星的惡劣環(huán)境需要新的生活方式——種植房屋而不是建造房屋，從污水中而不是巖石中開采礦物，但當(dāng)我們轉(zhuǎn)向自然世界的精巧系統(tǒng)，我們完全可以設(shè)計出綠色和可持續(xù)的解決方案。無論是在遙遠(yuǎn)的世界，還是在我們不斷變化的地球上，真菌都能讓我們勇敢地走向未來。
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好奇號
Credit：NASA
說明: 有時候，就連火星車也會停下來看風(fēng)景。比如，在去年的11月底，好奇號火星車就停下腳步并拍下這片精采的火星景觀。其中，特別值得注意的是正前方的中丘（Central
Butte），它是好奇號在拍下這片景觀前數(shù)天，才剛造訪過的不尋常平頂山丘。中丘右側(cè)的遠(yuǎn)方山峰，是好奇號目前正在探索的蓋爾坑中心處——高約5公里的夏普山。覆蓋著硫酸鹽的夏普山，在這幅經(jīng)過紅光濾鏡處理的上色影像里看來極為明亮。在影像左緣浸在黝黑影子里的是薇拉魯賓嶺的南坡，先前好奇號曾探索過這個高地。在薇拉魯賓嶺和中丘之間，可見到好奇號前行到這片視野外所留下的車轍。
