Toilette des Sojus-Raumfahrzeugs der ISS Wikipedia über Creative Commons Licensing
Menschliche Abfälle könnten viel wertvoller sein, um Menschen zum Mars zu bringen, als ursprünglich angenommen. Ein Forscherteam der Penn State University entwickelte spezielle Mikrobenreaktoren, um feste und flüssige Abfälle zu zersetzen. Diese Abfälle könnten dann recycelt und für Lebensmittel verwendet werden.
"Wir haben uns das Konzept vorgestellt und getestet, die Abfälle von Astronauten gleichzeitig mit Mikroben zu behandeln und gleichzeitig eine Biomasse zu produzieren, die je nach Sicherheitsbedenken direkt oder indirekt essbar ist", sagte Christopher House , Professor für Geowissenschaften , Penn State. "Es ist ein bisschen seltsam, aber das Konzept wäre ein bisschen wie Marmite oder Vegemite, wo Sie einen Abstrich von 'mikrobieller Gänsehaut' essen."
Während man sich sofort für den Vegemite-Aufstrich entscheiden könnte, bevor menschliche Abfälle auf Toast fallen, erklärten die Forscher schnell, warum ihre Lösung tatsächlich Ressourcen für die ISS und andere Weltraumteams einsparen könnte. Lebensmittel verleihen einem Raumschiff mehr Masse und viel NahrungFür Langstrecken würde die Raumfahrt das Gewicht des Fahrzeugs und damit den Treibstoff, der zum Tragen des Gewichts benötigt wird, erheblich erhöhen.
Das Team sagte auch, dass Methoden wie das Hydrokultur-Wachstum im Weltraum zwar machbar sein könnten, aber Energie und andere Ressourcen wie Wasser verbrauchen.
Daher wollten die Forscher eine relativ verbreitete Praxis anwenden, die auf der Erde gut funktioniert und sich leicht in den Weltraum übertragen lässt. Sie verwendeten einen künstlichen festen und flüssigen Abfall, der häufig in Abfallbewirtschaftungstests verwendet wird. Anschließend stellten sie ein zylindrisches System her, das etwa drei Meter lang istSie setzten den künstlichen Abfall verschiedenen Mikroben aus. Diese Mikroben verwendeten eine anaerobe Vergärung, bei der biologisch abbaubare Materialien ohne Sauerstoff abgebaut wurden.
"Anaerobe Verdauung ist etwas, das wir auf der Erde häufig zur Behandlung von Abfällen verwenden", sagte House. "Es ist eine effiziente Methode, um Massen zu behandeln und zu recyceln. Was an unserer Arbeit neu war, war, die Nährstoffe aus diesem Strom zu entfernen und sie absichtlich zu verwenden."in einen mikrobiellen Reaktor, um Nahrung anzubauen. "
Eines der größten Ergebnisse der anaeroben Vergärung war tatsächlich Methan. Anstatt das Gas loszuwerden, stellten die Forscher fest, dass sie das Methan recyceln und einen weiteren funktionellen Mikrobentyp züchten könnten. Und diese Mikrobe, Methylococcus capsulatus,wird derzeit in Tierfutter verwendet und könnte daher zur Herstellung von Lebensmitteln während des Fluges verwendet werden.
Das Team ließ sich tatsächlich von Aquarien inspirieren und wie sie Fischabfälle herausfilterten und behandelten.
"Wir haben Materialien aus der kommerziellen Aquarienindustrie verwendet, diese aber für die Methanproduktion angepasst", sagte House. "Auf der Oberfläche des Materials befinden sich Mikroben, die festen Abfall aus dem Strom nehmen und ihn in Fettsäuren umwandeln, die in Methan umgewandelt werdenGas durch einen anderen Satz von Mikroben auf derselben Oberfläche. "
House und sein Team stellten fest, dass die Mikroben, die sie für den Verzehr züchteten, 52 Prozent Protein und 36 Prozent Fett enthielten, was zukünftigen Astronauten eine solide Nahrungsquelle bietet.
"Jede Komponente ist ziemlich robust und schnell und baut Abfall schnell ab", sagte House. "Deshalb könnte dies Potenzial für eine zukünftige Raumfahrt haben. Es ist schneller als der Anbau von Tomaten oder Kartoffeln."
NASA- und ISS-Astronauten haben nach weiteren Ideen gesucht, wie Weltraumabfälle entfernt oder recycelt werden können. 2016 entwickelte die NASA sogar die Space Poop Challenge um herauszufinden, wie menschlicher Abfall bei langwierigen Aufgaben wie Weltraumspaziergängen am besten aus den Anzügen von Astronauten entfernt werden kann. Derzeit besteht ein Teil der Abfallbewirtschaftungslösung für die ISS darin, ihn in die Erdatmosphäre zu werfen, wo er verbrennt. House sagte dem Penn StateDie Forschung des Teams könnte eine viel nützlichere Lösung bieten.
"Stellen Sie sich vor, jemand würde unser System so optimieren, dass Sie 85 Prozent des Kohlenstoffs und des Stickstoffs aus Abfall in Protein zurückführen können, ohne Hydroponik oder künstliches Licht verwenden zu müssen", sagte House. "Das wäre eine fantastische Entwicklungfür die Raumfahrt. "
Via : Penn State