人工合成淀粉对中国未来航天事业以及建立火星基地有多重要? 之前小编也对这方面的可行性进行过一次探索,经过两天时间的资料查询,目前为止已经获得足够多的信息量,证明中国这项人工合成淀粉技术,有相当广泛的应用前景。 不但可以减少种植农作物期间大量使用农药等污染环境的化学品,也能够改变地球不断恶化的生态环境,缓解温室效应,甚至会在未来成为中国建立火星基地,并满足航天员长期驻守的重要保障技术之一。 可以说这一项技术的突破,对人类乃至整个地球的贡献都是颠覆性的。 大家好,我是科技圈小哥哥,观看之余别忘了给小编点赞关注一波。 接下来我会用通俗易懂的解说方法,对人工合成淀粉技术,能否成为未来航天领域重要技术储备,为大家进行一次简单可行性的分析。 我们都知道,中国和美国、欧盟、俄罗斯印度一样,都在争夺航空航天领域内的高地。 建立火星基地也是各国的梦想,但是要建立火星基地困难重重,这些困难来自于火星环境的影响和限制,以及人类自身技术实力的不足。 人造粮食就是其中最具代表性的一种。要登天,食物、氧气和水,这三者缺一不可。 首先我们来对火星的环境进行一次简单的科普,火星上的环境除了外表和地球不一样之外,其它都和地球有很多相似之处。 比如:相同的昼夜交替与四季轮换、相同的自转与公转,地球的一天是24小时,火星的一天则是24小时37分。以及相似的地质环境,存在大量水源等等。 不同的是,火星大气层内的主要成分几乎都是二氧化碳,并且含量占比高达95%。 那么问题来了,我们都知道人工合成淀粉的原料就是二氧化碳。那么拥有如此众多人工合成淀粉资源的火星,必然会成为人类走出地球进行宇宙探索最好的拓展对象。 也就是说,人工合成淀粉的原材料(二氧化碳)在火星上比比皆是。 人类在后期要将这项技术应用于航空航天领域。 科学家们要考虑的是如何将人工合成淀粉技术相关设备发射至火星?期间会面临哪些技术难题?月球和火星到底哪一个更适合人类移居? 首先来说第一点,将这个技术整体复制运送至火星,对我国航空航天技术就是一大考验,按照中国目前现役长征系列火箭的推力和运送能力来说,也是一项巨大的挑战。 火箭推力与运载空间不足依旧是我国在航空航天领域的一大短板。 为了能够将人工合成淀粉技术运送至火星,科学家们可以尝试走小型化、轻量化的研究方向。 那么期间又会面临哪些难题?我国为了弥补航空航天领域存在的众多缺陷,选择在多个方向进行突破。 目前中国正在实施早期的探火工程,祝融号也在火星上大展身手,今年6月成功试车了500吨级液氧煤油发动机,推力是现役220吨级火箭发动机的2倍还要多,以及中国空间站和探月工程,还有8月份出台的千米级航天器计划,这些动作的背后,都是为了日后在月球和火星建立基地,做好早期的勘测规划与技术验证。确保万无一失。 建立月球基地和建立火星基地是人类航天领域一直努力发展的方向,但是月球环境比火星差太多,因为缺少大气层,没有足够的原料支持人工合成淀粉,而火星能够满足所需原料二氧化碳的大量供给。 其次:火星上的环境和地球相似,平均表面温度为35摄氏度,夜晚最低温度为-73 ,与昼夜温差高达260摄氏度的月球相比,火星显然更适合人类移居。 最主要的是火星上极有可能存在着大量的固态水源,这就意味着人类只要将人工合成淀粉技术,巩固,未来中国建造火星基地,宇航员们将不再依赖于从地球进行补给食品和淡水。 目前我国人工合成淀粉技术,是采取大型类似密封罐的反应装置实现的人工合成,转化率为7%,但是通过数据分析,即使转化率非常低,也远远高于通过植物进行光合作用后仅有的2%的转化率,并且通过人工合成进行一次转化所获取的淀粉,和五亩玉米地通过自然光合作用所产生的淀粉质量相当。 那么我们如何将这项技术带到火星上? 之前我们也已经提到过,因为体积大,外加该技术设备的其余构件,重量和体积必将达到一个相当庞大的数字。 所以我国科学家对该技术的后期发展,可以向轻量化、小型化、转化率高、耐腐蚀的方向去研究,只要搞定这几大硬性限制,人工合成淀粉应用于航空航天也就有了无限可能。 当然了,这些都是建立在人工合成技术完全成型的前提下才可能实现。 其中包括电能技术的发展,我们都知道人工合成淀粉不仅需要足够多的二氧化碳原料,还要消耗大量的电力能源。 说到电力能源,有必要聊一聊我国提出的千米级航天器计划,该计划最主要的目的就是针对太空发电的可行性进行验证,通过将太阳能电池板发射到地球近地轨道之上,组成千米级的矩阵,然后将太阳光转换为电能,再传回地面。进而实现大规模发电。 所以在电能消耗方面,千米级航天器的发电量绝对能够满足人工合成淀粉的需求。 其次,除了电力之外,人类生存需要水、糖类、蛋白质以及氧气,其中人体消耗最大的是糖类,也就是淀粉。 氧气可以通过电解水获取,至于人类所需的蛋白质,目前通过人工合成已经足以支持日常消耗。所以只要解决人工合成淀粉技术小型化、轻量化的难题,就能通过人工合成的手段满足航天员长期驻守火星基地的基本需求。 目前,我国这项人工合成淀粉技术,是由中科院天津工业生物技术研究所的科研团队突破,其中涉及了11个合成步骤,不依赖光合作用,以二氧化碳、电解水产生的氢气为原料,成功生产出人工淀粉,副产物则是氧气,整体能量利用率达到7%。 也就是说,这项技术不光能够通过电解水制造食品,还顺带的将氧气一起造了出来。极具颠覆性。 并且通过这项技术,进行人工合成淀粉的效率是植物自然光合作用合成方式的8.5倍,1立方米的生物反应容器就能够转化出5亩玉米地淀粉的总和。 在建造火星基地期间,只要建立多个小型化生物反应容器进行淀粉的转化,就能满足人类进行星际移民过程中对能量和氧气的需求。 目前人工合成淀粉只实现了0-1的突破,能量利用率仅为7%,这和五亩玉米地产出淀粉的质量相当,未来科学家们需要做的是将这项技术彻底巩固,并实现从1到100的跨越,将7%的转化率提升至50%以上,到时候淀粉的产量必将达到一个历史新高。 也必然能够成为我国未来遨游宇宙天际中最重要的一环。