При планировании длительных миссий с экипажем одна из самых важных вещей - убедиться, что у экипажей достаточно самого необходимого на время работы. Это непростая задача, поскольку космический корабль с экипажем будет целым миром экипажа в течение нескольких месяцев. Это означает, что нужно будет взять с собой достаточное количество еды, воды и кислорода.
Согласно новому расследованию, проводимому на борту Международная космическая станция , возможным решением может стать гибридная система жизнеобеспечения (СЖО). В такой системе, которую можно будет использовать на борту космических кораблей и космических станций в ближайшем будущем, микроводоросли будут использоваться для очистки воздуха и воды и, возможно, даже для производства пищи для экипажа.
Исследователи из Штутгартского университета Институт космических систем начал исследование возможных космических применений микроводорослей еще в 2008 году. К 2014 году совместно с Немецкий аэрокосмический центр (DLR) и частной аэрокосмической компании Airbus, они начали разработку фотобиореактора (PBR), в котором использовались микроводоросли.Хлорелла обыкновеннаякак его биологический компонент.
Клетки Chlorella vulgaris под микроскопом. Эти микроводоросли имеют множество применений на Земле и могут быть частью систем жизнеобеспечения в будущих космических путешествиях. Кредиты: Институт космических систем (Штутгартский университет).
Эффективность фотосинтеза у этих микроводорослей до десяти раз выше, чем у более сложных растений. При использовании в космосе в составе LSS эти крошечные водоросли могут удалять концентрированный углекислый газ из атмосферы кабины и производить кислород посредством фотосинтеза и, возможно, даже производить пищу для космонавтов. Как объяснила Гизела Детрелл (одна из соисследователей) в НАСА пресс-релиз :
«Использование биологических систем в целом приобретает все большее значение для миссий, поскольку продолжительность и расстояние от Земли увеличиваются. Чтобы еще больше снизить зависимость от пополнения запасов с Земли, на борту следует переработать как можно больше ресурсов,
Хотя устойчивость водорослей к условиям космоса была широко продемонстрирована на небольших культурах клеток, выращенных на Земле, это исследование станет первым настоящим испытанием в космосе. Для этого космонавты на борту МКС включат оборудование системы и позволят микроводорослям расти в течение 180 дней.
Это даст исследователям на борту МКС достаточно времени, чтобы оценить, как Фотобиореактор работает в космосе, особенно насколько хорошо водоросли будут расти и перерабатывать углекислый газ. Тем временем исследователи проанализируют образцы, выращенные на Земле, для сравнения, чтобы оценить влияние микрогравитации и космической радиации на микроводоросли.
Фотобиореактор и стоящая за ним научная группа из Института космических исследований. Кредиты: Институт космических систем (Штутгартский университет).
Команда Штутгартского университета уверена в своем фотобиореакторе во многом благодаря тому, что он основан на одном из наиболее изученных и охарактеризованных видов водорослей в мире. Помимо применения в очистке сточных вод и производстве биотоплива,Хлореллатакже используется в кормах для животных, аквакультуре, пищевых добавках и в качестве биоудобрений.
Вот почему научная группа и НАСА рассматривают его как потенциальный источник пищи для астронавтов. Как сказал Харальд Хелиш, биотехнолог из Института космических систем и соавтор проекта, сказал :
'Хлореллабиомасса - это обычная пищевая добавка, которая может способствовать сбалансированному питанию благодаря высокому содержанию белка, ненасыщенных жирных кислот и различных витаминов, включая B12… если вы любите суши, вам это понравится ».
В этом отношении фотобиореактор может функционировать как производитель пищевых добавок. Примерно так же, как люди добавляют сушеные водоросли в пищу для дополнительного питания, сушеные хлопьяХлорелламогут быть добавлены в пищу космонавтов, чтобы укрепить их. В то же время культуры, выращивающие водоросли, будут фильтровать воду и воздух корабля, чтобы помочь экипажу выжить.
Изображение камеры фотобиореактора, где будет выращиваться биологический компонент LSS. Кредиты: Институт космических систем (Штутгартский университет).
Прежде всего, долгосрочная цель этого исследования - облегчить длительные космические полеты. Будь то полеты с экипажем на поверхность Луны, полеты с экипажем на Марс или в другие отдаленные места в Солнечной системе, самые большие проблемы связаны с поиском способов уменьшить общую массу космических систем (с целью сокращения затрат) и зависимостью от пополнения запасов. миссии. Йоханнес Мартин, один из соисследователей, скажи это так :
«Чтобы достичь этого, в будущем мы будем уделять особое внимание переработке водорослей в съедобные продукты и расширению системы для обеспечения одного астронавта кислородом. Мы также будем работать над соединением с другими подсистемами LSS, такими как система очистки сточных вод, а также над переносом и адаптацией технологии к гравитационной системе, такой как лунная база ».
Заглядывая в будущее, становится ясно, что решения для жизни за пределами мира, вероятно, будут включать как механические, так и биологические системы. Объединяя органическое и синтетическое, мы получаем больше шансов на создание систем, которые могут обеспечить устойчивость и самодостаточность в долгосрочной перспективе.
Дальнейшее чтение: НАСА
