革命性的食品生產和閉環生物製造可以改變人類的太空旅行並解決地球上日益嚴重的糧食危機。
太空旅遊曾經是科幻小說作家的領域，如今已成為對太空技術企業家的積極追求。
輸入火星。將火星視為人類的目的地曾經是一個瘋狂的幻想。距地球平均1.4億英里，這並不容易。持續的生活也不容易。這裡沒有透氣的空氣或液態水，而且大氣溫度為華氏-80度。這些條件可能並不吸引許多人。但是對於無畏的探險家來說，火星是新的疆界。
太空真的是答案嗎？
你們中的某些人可能會想：“當我們的家鄉陷入危機時，我們是否應該花費時間和金錢將人類送往火星？” 這是一個公平而必要的問題。離世生存所需要的技術對於幫助我們在這一氣候危機中倖存下來至關重要。對於CUBES（太空生物工程利用中心）的負責人亞當·阿金（Adam Arkin ）而言，在火星上生活和適應氣候變化的解決方案基本相同。
CUBES是美國國家航空航天局（NASA）科學技術研究院，旨在利用生物學支持太空生命。Arkin在2019年SynBioBeta國際合成生物學會議上發表講話時描述了CUBES的主要目標：創建零廢物生物製造框架，每個系統的輸出都是另一個系統的輸入。火星提供給科學家的原料很少。Arkin將其列為：“陽光，大氣（火星人的空氣），重石粉，冰水，並且，公平地說，是從宇航員回收的。”
在生命支持方面，NASA已經擁有60多年的經驗，可以製造出現有的最佳空氣和水過濾系統。但是，從來沒有人建立過一個關鍵的系統：糧食生產。
目前運往火星的運費為每磅10,000美元。除了是科學家和工程師之外，早期的火星探險家也將需要成為農民。但是，僅以小包形式發送微生物並生長蛋白質塊還不夠。食物還需要味道好。
空間是一個困難且孤立的環境，因此稍稍舒適的食物就可以走很長一段路。
中心的重點是種植蔬菜-在一個沒有任何生長的星球上。火星對人類可能不易，但對植物則更為嚴酷。它比太陽離地球更遠，這意味著光合作用的光更少。為了解決這個問題，由布魯斯·布比（Bruce Bugby）領導的一項CUBES任務是對農作物進行改造，這些農作物可以使用更廣泛的光將二氧化碳和水轉化為食物。該項目還致力於減少農作物所需的水，同時增加其總收成。早期結果令人鼓舞。如果進展順利，農民和消費者將受益於使用更少的水和光照生產更多糧食的農作物。
當然，這些先進的作物不僅使火星受益，而且對地球的影響是顯而易見的。到2050年，地球人口預計將達到100億。但是，如果不對我們目前的糧食生產方式進行重大改變，到本世紀中葉，我們將面臨嚴重的糧食短缺。作物工程學是彌合不斷擴大的糧食缺口的關鍵工具。
食品作為藥物
但是食物只是一個挑戰。如果您在火星上生病怎麼辦？如果最近的藥店距離航天飛機130天，那該怎麼辦？希波克拉底建議我們讓食物成為我們的良藥-實際上，這可能是在火星上健康生活的解決方案。卡倫·麥克唐納（Karen McDonald）的CUBES團隊，食品和藥物合成部，正在致力於食品藥品的生產以及營養和情緒的提升。
火星宇航員將需要大量藥物來保持健康，特別是在骨骼密度和免疫系統反應方面。但是帶上幾百個藥瓶是不切實際的。除了運輸費用外，火星升高的輻射水平使藥物衰減更快。也無法確切知道宇航員將需要什麼。
麥當勞團隊使用CRISPR等基因編輯技術，旨在生產既是抗生素又是止痛藥的生菜。一旦長大，宇航員就可以從植物中提取藥物，或僅在晚餐時食用。同樣，這種合成生物學創新在地球上具有巨大的潛力。具有醫療功能的食品具有使獲得藥品和營養的民主化的能力，特別是在服務不足的社區和發展中國家。
CUBES的食品生產計劃本身就令人興奮。但是它們是更大整體的一部分。零浪費系統還將能夠將岩石火星的汙垢轉化為肥沃的土壤，並生產生物燃料，微生物原料和3D打印的生物聚合物工具。這不僅僅是關乎太空旅行的循環。隨著資源的減少，閉環系統對於我們在地球上的生存至關重要。
“ [CUBES]系統應該能夠在近一年的飛行時間內，僅使用陽光和二氧化碳，就可以支持9名宇航員的食品和藥品需求。整合的生物工廠和阿司匹林生菜聽起來像科幻小說。但是話又說回來，不久前太空旅行本身也是如此。的確，該技術距實現尚有數年之久，更不用說廣闊的市場了。但是，這種綜合的思維和創新可以解決人類有史以來在地球和恆星中面臨的最關鍵的挑戰。
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