Астронавтите на бъдещето биха могли (и трябва) да рециклират изпражненията си, за да ядат

могли

Смята се, че астронавтите често ядат хапчета, което не е вярно. При първите космически полети те експериментираха с туби с тестени изделия, кубчета лед и храна на прах. Всъщност по време на тези пионерски пътувания експертите дори не бяха сигурни дали ще може да се яде в космоса, тъй като те не знаеха как микрогравитацията може да повлияе на преглъщането.

Астронавтът Сандра Магнус беше първата, която експериментира с готвенето в космоса. Изображение от НАСА.

Но след тези първоначални резултати, астронавтите започнаха да ядат ястия, много подобни на тези, които ядем тук долу, и диетата им се следи от диетолози, които осигуряват правилното им хранене. Те не приготвят филе Уелингтън, но са дошли да експериментират с готвенето.

Основният проблем там е, че нещата се носят, и затова не можете да поставите пържола в тиган или да сварите яйце (парата не се вдига), хлябът се заменя с мексикански тортили, за да не се създаде облак от трохи и солта идва в течна форма. Но те ядат пилешко, телешко, плодове, зеленчуци, риба и дори в някои случаи пица или хамбургери. Приготвените дажби обикновено отиват в запечатани и дехидратирани опаковки за удобство и съхранение, но не и за облекчаване на теглото на водата, тъй като цялата суха храна трябва да се рехидратира, а в космоса не е възможно да отидете до реката за вода.

Но всичко това се отнася до единственото настоящо човешко присъствие в космоса, Международната космическа станция (МКС). И както винаги уточнявам тук, нека не забравяме, че МКС по отношение на космическите пътувания е почти тренировка; Станцията обикаля само на около 400 километра над Земята, малко по-малко от разстоянието по AVE между Мадрид и Севиля, което влакът изминава за около два часа и половина. Разликата в случая на МКС е, че като издържате тези мили, получаването на каквото и да било там е по-сложно от лепкавата гравитация на Земята. Но не забравяйте, че ако всичко плава на МКС, не е защото е толкова далеч, че избягва гравитационното влияние на Земята, далеч от него, а само защото е непрекъснато в свободно падане, както в онези атракции в парковете, където изведнъж сте освободен и имате чувството, че кръвта отива в главата ви.

Друго съвсем различно нещо би било истинското космическо пътуване, онова, което сякаш никога не пристига. Но ако все пак се случат един ден, как ще се изхранва екипажът ви? В научно-фантастичното кино, което се тревожи по тези въпроси, Често се разглеждат възможности като хидропонни култури, които се отглеждат във вода и без почва. Това е реална възможност и всъщност се практикува на МКС.

Астронавтът Ед Лу, яде с пръчици на МКС. Изображение от НАСА.

Но нека вземем предвид физическата реалност: материята не е нито създадена, нито унищожена, тя само променя формата си. За да може едно доматено растение да произведе 100 грама домат, тези 100 грама материал трябва да бъдат откраднати от околната среда; нещо друго трябва да загуби тези 100 грама. Това е един от най-често срещаните недостатъци в други научно-фантастични филми, тези, които не се интересуват от тези подробности и където съществата очевидно израстват от нищото.

На МКС това не е проблем, тъй като екипажът редовно получава кораби от Земята с пресни запаси. Но в едно предполагаемо дълго междупланетно пътуване, камо ли междузвездно, където цялата храна не може да бъде взета от Земята и трябва да бъде произведена на борда, астронавтите ще произвеждат собствена храна, ще ядат, дефекират; ако, както се прави в МКС, те са изхвърлили отпадъците си в чужбина, малко по малко щяха да откраднат материята от местообитанието на кораба, докато не остана достатъчно, за да продължат да поддържат производството на храна.

В откритото пространство няма материя, която може да бъде събрана; Освен ако не са намерили оазис (като планета), където да заредят основната химия, необходима за храната им, особено въглерод, водород, кислород, азот, фосфор и сяра, ситуацията би била несъстоятелна. Разбира се, същото важи и за водата. Пътуващите също могат да си направят вода, но все пак ще трябва да попълнят запасите си от водород и кислород.

Така че те няма да имат друг избор: те трябва да рециклират собствените си изпражнения, за да произвеждат храна. Колкото и грубо да звучи това, нека погледнем от строго химическа гледна точка - изпражненията са богата на хранителни вещества материя. По-голямата част от него се състои от бактерии, но съдържа всички онези елементи, които космическите пътешественици не биха могли да си позволят да хвърлят в космоса.

Просто, тези атоми и молекули са във форма, която не може да се използва директно, защото те са загубили енергията, която можем да извлечем от тях. Живите същества са енергийни вампири. С смилането на храната, ние крадем енергия (и материя, разбира се) от нея. За да трансформираме тези остатъци обратно в храна, ние просто трябва да им осигурим енергия, за да ги превърнем в други молекулярни форми, от които можем да се възползваме като енергиен източник.

И за щастие в космоса има енергия: има светлина, слънчев вятър, космически лъчи, частици, които се движат с висока скорост ... Решението ще се състои в събирането на тази енергия и използването й за презареждане на молекулите във фекалиите, тъй като батерията се зарежда и по този начин ги превръща обратно в храна.

Урината на астронавтите от години се рециклира на МКС за производство на питейна вода, И както споменах тук преди няколко месеца, системи за същата цел също се тестват на Земята. Нещото с изпражненията ще отнеме повече работа, но тази седмица беше публикувано проучване, което осигурява цялостна система. Той по никакъв начин не е самодостатъчен, нито рециклира всички компоненти на изпражненията, а само определено съединение, но е начало.

Италианският астронавт Саманта Кристофорети обяснява работата на тоалетната на МКС. Изображение от ESA.

Изследователите от Penn State University (все още) не са използвали изпражнения или урина, а твърди и течни отпадъци, които обикновено се използват за тестване на системи за рециклиране; нещо като индустриална човешка кака. Първата стъпка във вашата система е да използвате този остатък като храна за микроорганизми; Въпреки че не можем да се храним директно с изпражненията си, за много микроби те са деликатес. Този процес се нарича анаеробно храносмилане. Той е подобен на този, който се провежда в нашия храносмилателен тракт и се прилага на Земята за третиране на отпадъци.

От това анаеробно храносмилане, за което апаратът използва модифицирани филтри от вида, които се поставят в аквариумите, изследователите са събрали един от своите ценни продукти: метан, основният компонент на природния газ, който съдържа въглерод и водород. След това метанът се поднася на друг вид бактерии, който го използва като храна и расте много удобно да го яде. Тази бактерия, наречена Methylococcus capsulatus, е 52% протеин и 36% мазнини, и всичко това в годна за консумация форма; в момента се използва като храна за добитък. И не си мислете, че яденето на бактерии продължава да бъде странно и отблъскващо; Ами ако не кисело мляко?

Изследователите са тествали тяхната система, като са се уверили, че не растат токсични бактерии, прилагайки много рестриктивни диапазони на рН (киселина/алкалност) и високи температури, така че храната да не се разваля. В момента той е само прототип и все още е много далеч от това да се превърне в практично устройство; но до деня, в който имаме междузвездни кораби, има достатъчно време да го развием. Ръководителят на изследването, геолог Кристофър Хаус, казва: „Представете си, ако някой може да усъвършенства нашата система, за да може да възстанови 85% от въглерода и азота от остатъка като протеин, без да се налага да използва хидропоника или изкуствена светлина; това би било фантастично развитие за пътешествия в дълбок космос ”.