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月球靴竟是用奇妙的生物材料汗液和真菌研发

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-07-30

2016年,伦敦设计师利兹乔卡约洛(Liz Ciokajlo)收到纽约现代艺术博物馆 MoMA的委托,请她重新帮忙设计月球靴。

月球靴的灵感源自美国阿波罗登月工程宇航员所穿的鞋子,看起来就像毛茸茸的雪地靴。

月球靴于1972年发射升空,当时正值月球探测任务的高潮,它是20世纪塑料时代的标志,博物馆馆长们希望能有一个全新的版本。

乔卡约洛知道,只有生物材料才能在后塑料时代发挥作用,但这位设计师也希望有个全新的目的地来帮助启发灵感。

乔卡约洛想到,我们这代人对太空旅行的痴迷不再是月球,而是火星。

而火星可以帮助她真正跳出固有的思维模式。

乔卡约洛说:火星始终是个神秘而充满想象的地方。

这些想法促使乔卡约洛研发出一种奇妙的生物材料,这种材料已经引起了建筑材料创新工程师和美国宇航局 NASA、欧洲航天局 ESA等顶级航天机构的注意。

她的最终设计是一款高挑的女性靴子,外观看起来粗糙,可以在飞船上生产,使用的材料几乎只有人类的汗液和真菌孢子,非常适合带着有限行李前往火星进行7个月太空旅行。

菌丝体有惊人的特性。

它是一种很好的循环利用材料,因为它利用基质 如锯末或农业废料来制造更多的材料,并且在合适的条件下具有几乎无限增长的潜力。

它能承受比传统混凝土更大的压力而不断裂,是一种已知的绝缘体和阻燃剂,甚至能在太空任务中提供辐射防护。

图2:火星靴的外部是由菌丝体制成的,而内部是棉麻复合菌丝体材料

为了重新设计太空靴子,乔卡约洛想用人体作为部分制造材料的来源,并最终决定使用汗液。

在太空探索中,利用排汗机制并不是新鲜事物,国际空间站目前将宇航员的尿液和汗液回收制造饮用水。

但是用其制造鞋子,则是全新理念。

乔卡约洛认为,在前往火星的长途旅行中,这可能会让宇航员感到离家更近。

菌丝体在太空中的使用超越了物质创新。

在研究过程中,乔卡约洛偶然发现了一本1893年的女权主义小说,书中把火星想象成一个性别角色颠倒的星球,这就是为什么她的作品是女性靴子的原因。

这部小说促使乔卡约洛设想出一个新的社会,在那里生物材料提供了一种与我们周围环境互动的新方式。

就连靴子的名字卡斯基亚 Caskia也来自小说,它是火星上唯一一个男女地位平等的地区名称。

乔卡约洛的设计仍然处于假设状态,因为为现代艺术博物馆提交的真正靴子,以及目前正在伦敦设计博物馆展出的靴子,确实使用了菌丝体,但没有使用人类汗液,因为他们的时间实在太紧迫了。

不过,科学可以证实他们设想的可行性。

菌丝材料可以通过多种方式形成。

如果你有固体废物 如锯屑,你要为它消毒,并加入真菌,这样它就可以开始生长蔓延。

通过在温度和湿度可控的条件下孵育,白色的脉菌丝就会变得紧密,形成纤维状的固体物质。

这就是美国宇航局和欧洲航天局希望将菌丝体用于火星基地的方法。

对于火星靴来说,一种特殊类型的真菌 有500多万个物种在过滤出杂质后,会以人体汗液中稀释的营养物质为生。

还有蒙塔尔蒂所谓的湿材料,这种材料将利用模具直接包裹宇航员的脚,并通过产生汗液来维持。

在这两种方法中,真菌的生长都可以通过加热到70或80摄氏度来停止,这意味着要么在地球上使用烤箱,要么在火星或外太空将其置于高温环境中。

图3:脉菌丝统称为菌丝体,是真菌中最大的部分

欧洲航天局也同样在推进菌丝体的研究。

在与蒙塔尔蒂和乌得勒支大学合作的一个项目中,该机构正在探索真菌是否可以用于在太空中建造建筑物,比如实验室和其他设施。

从地球上发射完全成形的火星设施是相当昂贵的,负载价格在每磅10000美元左右。

在火星上采矿也存在问题,而且成本高昂。

再加上目前一直存在的如何管理太空垃圾的问题,菌丝的分解和回收能力开始显示出优势。

研究团队在10月份取得了初步成果,蒙塔尔蒂说这让人感觉非常兴奋。

欧洲航天局仍在反复检查这些结果,所以现在还没有公开相关发现。

这位工程师梦想着将菌丝体与3D打印技术结合起来,甚至可以通过基因操作来获得更多的选择。

在大西洋的另一边,美国宇航局也在研究,他们的火星任务是否能在火星上建设表面结构。

美国人正在考虑在地球上生产一种带有菌丝体的柔性塑料壳,然后在火星上激活真菌促使其生长。

这样一来,一层薄膜可以在几天或几周内变成厚屋顶或厚墙。

而且,这种建筑可以是可塑型的:当它们的原料被消耗,理想温度被降低,或者菌丝被热量杀死时,真菌就会停止生长。

若需要修复,休眠的真菌就会重新活跃起来。

除了建造太空设施,菌丝体最吸引人的方面之一是,某些真菌表达黑色素的能力。

黑色素是一种生物分子,可以保护人类免受宇宙辐射的伤害。

蒙塔尔蒂和欧洲航天局将此属性作为项目的一部分进行了测试。

图4:靴子的大部分是由菌丝体构成的,而白色的鞋底则是独立形状的3D打印塑料

对许多人来说,菌丝体提供了循环经济的黄金范例。

废物可以作为菌丝体的营养来源,产生的材料具有潜在的生物可降解性,就像木头一样。

如果美国宇航局和欧洲航天局的实验成功,少量真菌孢子就可以为火星上的人类定居点提供初期支持。

从少量的孢子中,他们可以复制并找到宇航员在这颗红色星球上行走的几十种用途。

如果乔卡约洛和蒙塔尔蒂的设计有效,他们设计的鞋子也会以真菌的形式被赋予生命。

揽月着陆器无人飞行:1次载荷不超50kg,中国登月时间能更快吗?

好消息!中国载人航天宣布,揽月着陆器(无人飞行)载荷征集来了,这虽然说是着陆器的一次征集,但也说明了我国整个载人登月计划的执行稳定推动问题,那什么时候执行呢? 从当下我国锁定登月目标来讲,这没有任何的变化,就是预计在2030年前完成载人登月任务,所以,这是值得期待的。

只不过,会不会提前多久,这个可能会看我国整个月球任务的进度情况,一般来说,从个人的角度来讲,应该就是在2029年左右进行,不太可能直接踩到线上来是吧,那下面我们就先看看着陆器的问题。

揽月着陆器要无人飞行:1次载荷不超50kg 对于揽月着陆器来说,其实这是我国月球计划之下最为核心的部分,因为要上月球,月球着陆器就是核心,它是带航天员,物资等上月球的关键。

按照我国针对揽月着陆器的设计来看,由登月舱和推进舱组成,主要用于环月轨道与月表间的航天员运输,可搭载2名航天员往返,并可携带月球车和科学载荷,是航天员驻月期间的月面生活中心、能源中心及数据中心。

只不过,这里大家看到2人不要误解,我国首次登月任务计划是3人前往月球,到月球表面是2人,这个要分开,这也说明了其中1人是在轨支持任务了。

所以,这一次我国发布的揽月着陆器进行无人飞行任务,那也说明了我国在正式“载人登月”前,要进行测试,确保各个航天器,火箭等系统的稳定性,这都是常态化的事情。

也就是借用这样的机会,我国推动一次无人上月球的测试,按照说明情况来看——这一次征集的载荷,单次任务搭载载荷总质量不超过50kg,总功耗一般不超过100W,这也说明了给出的空间还是较大,具体搭载什么,可能需要在后续公布了才知道。

所以,针对这一次任务来说,也是值得期待的,要进行无人飞行任务了,在无人飞行之后,必然也就会推动载人登月任务的执行,同时,要发射月面着陆器的话,我国登月火箭系统等方面的测试,也会到来,而且本身从方案来讲,我国是要利用2枚火箭来执行任务,那就是先采用两枚运载火箭分别将月面着陆器(“揽月”)和载人飞船(“梦舟”)送至地月转移轨道。

这说明了可以单独发射月面着陆器测试,但要测试整个系统的话,那肯定也是要进行梦舟飞船的发射测试才行,这还是组合体,具体的安排,就看我国后面航天中心公布了再看看。

中国2030年前登月,能更快吗? 的确,针对我国整个月球计划来说,一直都是说在2030年前登月,但是相对来说,快也不是没有可能的,我前面也说了,一般来说,在2029年左右的概率是最大的,因为在此前,我国深空探测实验室就给出了一个时间表,那就是在2029年-2030年前登月,这说明了最快还是有可能在2029年,只不过,这一切都是取决我国的整个月球计划的执行过程,只有执行了,才是确定性的。

而从如今的揽月着陆器的征集载荷问题来讲,其实也说明了我国很可能会加速推进了,可以说针对登月任务来说,提前进行测试,这完全也是可以理解的,毕竟测试就是最为核心的。

如果测试都没有问题,那下一步就可以进行载人登月,要是出现了一部分的问题,那还是可以进行相关性的调整,也是具有充足的时间,所以,其实节点还是足够了。

而且,我国在今年也宣布了要进行长征十号甲,梦舟一号飞船的测试,当下还没有给出明确的调整时间,要是整个都测试完成了,后续只需要进行升级测试就行了,毕竟这都是我国登月之下的先锋版。

同时,载人登月火箭依照初期的节点,也是在2027年进行测试,这些都是相互相的,那么,我们就等待时间的到来吧,我国反正也是多次对外公布了,载人登月稳定推进,那说明了一切都没有问题。

如果真的存在变化,我国肯定早就做好了说明准备,不会类似于要执行人了,临时进行任务的改变,大家完全可以放心,不排除我国更快的登月,至少在任务节点之下,都在加速推动之中,这就是趋势。

载人登月难不难? 对于载人登月来说,肯定是难得。

自从美国阿波罗计划之后,人类再也没有执行过载人登月,就算是美国重启载人登月任务——执行重返月球计划,美国也是面临各种困境,这不仅是烧钱的问题,还是技术上的问题,都是挑战性的。

当然,在载人登月的过程之中,也是推进人类走向深空的关键,所以,都进行。

那到底有多难? 如在执行载人登月任务的过程之中,对飞船要求有极强的变轨能力,因为登月舱要进行近月制动,其变轨速度大约在八九百米每秒,且要留相当的变轨能力从环月轨道返回月地转移轨道。

登月舱着陆月面和返回环月轨道的速度增量都接近两千米每秒,要实现这个速度,飞船一半以上的重量都是推进剂,而且还需要精确的测控能力,对地面具有动态观察能力,自主调整能力等等,这些都是任务之下的难题。

所以,如果很简单的话,世界上早就有很多国家都已经执行了载人登月任务了,也就是难,如今也没有看到多少国家突破,而且在阿波罗计划之后,当下也还没有谁完成过载人登月任务,这就是问题的根本。

那么,时间虽然紧张,但是在执行载人登月任务之下,我们必须确保每一次的任务都可以完美的执行,并且确保火箭,飞船等方面全面的稳定,具有安全性等之后,才会开启登月任务,前夕的无人测试就是确保的关键。

而我国这一次发布揽月着陆器要无人飞行,其实也就是其中测试的一部分,那么,我们期待早点到来,只要无人测试稳定了,那么载人登月的任务也就来了,这就是趋势。

月球南极微生物可能经历冻干

## 微生物可能在月球南极被冻干 若不加控制,搭便车的微生物可能会污染月球科研。

五十年来,阿耳忒弥斯四号将首次把人类送上月球,这次是在月球南极。

宇航员必须小心防止微生物偷渡,以免污染研究样本。

美国国家航空航天局 某些耐寒微生物可能在月球上存活 先前的月球任务探索了月球赤道地区,那里强烈的紫外线辐射和昼夜巨大的温差使表面环境不适合生命存在。

但阿耳忒弥斯4号任务计划登陆月球南极,该区域独特的地形可能维持某些细菌和真菌存活,这意味着未来的任务应仔细考虑该区域污染的风险,研究人员在《科学进展》上报告称。

在月球两极,阳光以比赤道低得多的角度照射到月面,形成了永久阴影区,那里的温度可低至零下200摄氏度,且紫外线辐射极少。

美国宇航局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林贝尔特)的有机地球化学家希瑟格雷厄姆表示,这种环境条件与冷冻干燥微生物(如面包酵母)所需的条件相差不大。

格雷厄姆及其在NASA的同事们研究了三种细菌和两种通常与人类相关的真菌。

这些微生物此前曾附着在航天服上、载荷舱内,甚至出现在国际空间站外部。

研究团队发现,这五种微生物在月球南极某些区域至少能存活24小时。

最耐久的微生物是黑曲霉菌,一种常见于浴室和热水器中的真菌。

这种真菌具有厚实的细胞壁,并且能够在休眠状态下修复DNA。

研究人员估计,在某些地区,黑曲霉菌能够存活一周以上。

但生存并不等于繁荣。

在这些条件下,这些微生物很可能无法繁殖或生长。

但即使死亡或处于休眠状态的微生物,也可能对月球研究构成威胁。

它们的蛋白质和其他化学特征仍会在月球表面的样本中显现,从而干扰测量结果。

研究的见解将为阿耳忒弥斯IV号及其他载人任务的去污程序提供依据。

格雷厄姆表示,火星比月球为微生物提供了更为适宜的环境,因此在火星上生命传播的风险会高得多。

越能高效实现月球上的清洁探索,我们在类似火星这样的目的地就将具备更优的准备条件。

相关知识(天文术语) 月球是地球唯一的天然卫星,距离地球约38万公里,表面布满环形山和月海。

它本身不发光,靠反射太阳光被我们看见。

月球对地球的潮汐有显著影响,并在人类探索太空的历史中扮演重要角色,是目前唯一有人类踏足的地外天体。

BY: Libby Riddle FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

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