Ludzkie odpady mogą kiedyś stać się cennym zasobem dla astronautów podczas lotów długodystansowych. Nowe badania pokazują, że wiele reaktorów mikrobiologicznych może szybko zniszczyć odpady stałe i ciekłe w celu uprawy żywności, minimalizując wzrost patogenów.
Naukowcy badają wiele problemów, z jakimi borykają się członkowie statku kosmicznego podczas lotów długodystansowych (Mars i inne). Aby załadować wystarczającą liczbę produktów, trzeba będzie wydać dużo zasobów i zwiększyć pojemność samolotu. Jednak uprawa żywności w transporcie za pomocą hydroponiki i innych metod stanie się energochłonnym i intensywnym procesem wodnym.
Aby przetestować ten pomysł, naukowcy wykorzystali sztuczne odpady stałe i płynne, które są powszechnie stosowane w testach gospodarki odpadami. Utworzyli zamknięty system cylindryczny o średnicy 4 stóp na 4 cale, w którym mikroby stykały się z odpadami. Proces zniszczenia przeprowadzono przez fermentację beztlenową.
Ten proces jest stosowany na Ziemi, ponieważ jest uważany za skuteczny sposób na uzyskanie masy przetworzonego produktu. Nowość polega na tym, że naukowcy byli w stanie usunąć składniki odżywcze ze strumienia i celowo umieścić je w mikrobiologicznym reaktorze do uprawy żywności.
Okazało się, że beztlenowa fermentacja ludzkich odpadów z łatwością tworzy metan, który może być wykorzystany do zwalczania bakterii Methylococcus capsulatus. Analiza pokazuje, że ten wzrost drobnoustrojów nadaje się do produkcji żywności na rejsach długodystansowych. Na przykład naukowcom udało się wyhodować Methylococcus capsulatus, w którym 52% to białko, a 36% to tłuszcz. Patogeny aktywują wzrost drobnoustrojów w wilgotnej i ograniczonej przestrzeni, więc naukowcy nauczyli się hodować mikroorganizmy w środowisku alkalicznym z wysoką temperaturą. Podnieśli pH systemu do 11 i odkryli okres rozkwitu dezyderatów Halomonas (15% białka, 7% tłuszczu). Po podgrzaniu do 158 stopni Fahrenheita okazało się, że rośnie jadalny Thermus aquaticus (61% białka, 16% tłuszczu).
Nowa kompaktowa konstrukcja wzięła pomysł z sektora produkcji akwariów przy użyciu filtra o stałej warstwie do oczyszczania odpadów rybnych. Filtry te są materiałem foliowym pokrytym bakteriami o dużej powierzchni. Naukowcy wykorzystali te materiały, ale przystosowali je do produkcji metanu.
Przez 13 godzin testów zespół usunął 49% -59% ciał stałych. Jest to znacznie szybsze niż istniejąca technologia przetwarzania, która trwa kilka dni. System nie jest jeszcze gotowy do użycia, ponieważ badanie badało pracę komponentów w izolacji.
Dzisiaj astronauci ISS pobierają część wody z moczu, ale proces ten jest energochłonny. Jeszcze trudniej radzić sobie z odpadami stałymi. Wolą być wrzucani do ziemskiej atmosfery, gdzie się palą.
