切尔诺贝利出现“吃辐射的真菌” 成登陆火星的关键?

登陆火星这是未来我们很快会实现的壮举，有生之年也许我们会看到这一幕。但在此之前我们需要解决一些问题。

很明显登陆火星这件事已经喊了很多年，但一直没有行动。原因在于目前依旧有一些难题困扰着我们。



跟登陆月球不同的是，月球离我们非常近，是最近的天体，平均距离大约38万公里，出去旅行一圈大约7到8天的时间足以。

例如阿波罗11号是在1969年7月16日出发，于7月24日溅落在太平洋，任务期间在月球上总共待了两个多小时，时间太长会对宇航员的健康产生威胁。



可以看出月球任务时间非常短，除此之外还有返回的问题，月球的引力约为地球1/6，着陆舱从月球表面起飞相对容易，携带的燃料较少。

但登陆火星要复杂的多。你看，火星距离地球最近5500万公里，从距离上来说是月球的145倍，单程前往火星至少需要7到8个月的时间，来回这得最少一年多。



而且到了火星也不可能像登陆月球一样，短短的两个小时就返回是不现实的，不然这钱花得也太不值了。任务周期的增长就大大增加了了宇航员在外太空暴露的时间。

现在的宇航服虽然可以给宇航员提供生命支持，隔绝真空或者有毒气体，但是目前依旧没有解决宇宙辐射粒子侵害的难题。



由于火星大气层稀薄而且没有磁场，因此火星上会存在大量的有害射线。这就是目前困扰我们登陆火星最大的难题。

其次就是返回的问题，火星引力是地球的38%，差不多比月球引力高一倍，且距离非常遥远，这就要携带更多的燃料，以及宇航员生命支持的物品，重量就增加了很多。

以上两个问题就是我们未来去往火星的难题。但最近一项新的研究很有可能解决其中一个最为关键的问题，就是宇航员的辐射问题。



这项研究2020年7月17日发表在《bioRxiv》杂志上，标题为《用于人类深空探索的自我复制辐射防护罩:辐射营养真菌可以衰减国际空间站上的电离辐射》（A Self-Replicating Radiation-Shield for Human Deep-Space Exploration: Radiotrophic Fungi can Attenuate Ionizing Radiation aboard the International Space Station）

这篇论文目前是预印本，还没有经过同行评审的认证，论文指出科学家在切尔诺贝利反应堆的墙上发现了一种真菌，可以为未来人类登陆火星提供帮助。



1986年，乌克兰境内切尔诺贝利核电站事故是人类有史以来最为严重的核污染事故，瞬间方圆数百公里土地、大气沉浸在了过量放射性的侵害之中。

人类撤离并封锁了该地区，但这个地方依旧生活着其他生物，在事故发生的前几年这里的生物数量明显降低，但目前来看所有的生物又重新占据了这个地方，并且在物种多样性和数量上都有所回升。



这次事故让人类第一次觉得生物在面对核辐射时所表现出的顽强，2020年2月研究人员在切尔诺贝利核电站的核反应堆的墙壁上发现了一种霉菌，是球孢枝孢霉（Cladosporium sphaerospermum）的一种。

这种霉菌含有大量的黑色素，不仅能在致命的放射水平中生存，还能茁壮成长，更加神奇的是，这种真菌能够吸收放射线将其转换成自身所需要的化学能量。



科学家如何知道这件事的？

首先在切尔诺贝利发现这种真菌科学家就怀疑它已经经过变异能够抵挡辐射。所以就决定对这种真菌进行研究。

在宇宙空间，不仅有高能量的宇宙射线，更多的太阳风粒子，这些粒子携带非常高的能量，在整个空间中自由的穿梭，即使宇航员待在国际中间站内每天就会接受到0.5 ~ 1毫西弗的辐射剂量。



所以未来人类想要走出地球，必须克服放射性对自身的危害。因此NASA一直都在研究如何让宇航员免受太空辐射的方法，这种真菌的发现，就提供了一种可能。

在NASA的协助下，科学家将在切尔诺贝利发现的霉菌的样品带到了国际空间站。然后在背面安装有放射性检测仪器的容器内，一半涂上这种真菌，一般不涂进行了30天的观测比较。



上图中的A到I是以6小时为间隔进行拍摄，左边涂了真菌。可以看出这种真菌在微重力环境下仅仅48小时就繁殖到覆盖了一半的容器。

实验结果表明，涂有真菌的背面放射性减少了2%，因此研究小组推测，这些真菌可以利用放射性的能量来进行更加快速的繁殖，而且比地面上生长的速度更快。

进行实验的NASA科学家Kasthuri Venkateswaran表示，这种真菌可以作为宇航员防辐射的“防晒霜”使用。



虽然减少了辐射减少了2%看起来不多，这不足以保护宇航员，但是容器中的真菌厚度只有2mm，研究人员认为，如果有21厘米厚，将能够抵挡火星上大部分的辐射，在火星上待一年时间都不成问题。

这种真菌会自行生长，这意味着我们只需携带少量的真菌。一旦达到火星，真菌可以在一个保护层上培育，让它变得稠密，为宇航员提供一层防辐射保护。

NASA计划在2024年重返月球，还有火星登陆计划，未来还要月球火星建立基地，因此这项研究应用的可能性非常值得期待。

研究论文：

A Self-Replicating Radiation-Shield for Human Deep-Space Exploration: Radiotrophic Fungi can Attenuate Ionizing Radiation aboard the International Space Station

biorxiv.org/content/10.1101/2020.07.16.205534v1.full.pdf

doi.org/10.1101/2020.07.16.205534 阅读原文