Утилізація відходів — одне з найважливіших завдань космічних польотів. Але що, якби відходи, вироблені астронавтами, можна було б стійко перетворювати на щось цінне в космосі? Польська компанія подумала про це і запропонувала інноваційне рішення: біореактор із комахами, що працює на мадагаскарських тарганах.
На Міжнародній космічній станції астронавти зазвичай збирають свої відходи в контейнери і зберігають їх на кораблях, які або повертають їх на Землю, або спалюють в атмосфері. Хоча цей метод підходить для короткострокових місій, він може виявитися дорогим і логістично проблематичним під час польотів за межі низької навколоземної орбіти.
Переробка відходів на борту — один зі способів вирішення цих проблем. Наразі астронавти на МКС використовують високотемпературні реактори для переробки невеликої кількості сміття і його розкладання, наприклад, на кисень і воду. Однак відходи, що залишилися, все одно відправляються назад на нашу планету. Щоб вирішити цю проблему, польська компанія Astronika розробила біореактор із комахами за фінансової підтримки ESA.
«Основна увага в цьому проєкті була приділена біоконверсії відходів, що утворюються під час космічних польотів. Ми вивчили, як комахи, зокрема таргани, можуть перетворювати органічні матеріали, такі як біомаса, на корисні ресурси на космічній станції. Це сприяє створенню більш кругової та стійкої екосистеми в космосі», — каже Ніколя Тірі, інженер ESA, який очолює роботу.
Пояснення рішення
«Біореактор із комахами — це автономна система, яка може переробляти велику кількість відходів, до 3,6 кілограма на тиждень», — пояснює Матеуш Гжиб, провідний інженер проєкту в компанії Astronika. »Вона дає одразу кілька переваг, включно зі скороченням відходів, регенерацією води і можливістю виробництва білка для астронавтів. Жоден інший наявний пристрій не поєднує в собі всі ці функції, що робить його дуже стійким для космічних місій».
Пристрій являє собою систему замкнутого циклу, що використовує природні здібності тарганів переробляти сміття. «Чим більше комах, тим більше відходів ми можемо переробити. Оптимізуючи середовище всередині біореактора — контролюючи температуру, вологість і умови зберігання відходів, — ми можемо прискорити метаболізм і розмноження тарганів, що дасть нам змогу ефективно скоротити кількість відходів», — каже Матеуш.
Чому саме таргани?
Мадагаскарські таргани були обрані для цього проєкту завдяки своїм унікальним біологічним особливостям. Це витривалі комахи, здатні виживати в суворих умовах і швидко розмножуватися. Під час дослідження було помічено, що вони можуть завершувати свій життєвий цикл і підтримувати нормальний розвиток навіть за умови обмеженого раціону. Ці комахи також відомі своєю пристосованістю до різних середовищ, що робить їх ідеальними кандидатами для контрольованих біореакторів у космосі.
Крім того, таргани дуже ефективно переробляють відходи. Перетравлюючи до 3,6 кілограма відходів на тиждень, таргани виробляють понад 100 грамів сирого білка, що еквівалентно більш ніж 20 яйцям. Таким чином, вони можуть стати надійним джерелом багатої білком біомаси для майбутніх космічних польотів.
У майбутнє
«Ми все ще перебуваємо на ранніх стадіях, працюємо на низькому рівні технологічної готовності, але цей проект показує, що концепція працює неймовірно добре», — каже Ніколя.
Наступним кроком буде відправка в космос біореактора меншого розміру, щоб перевірити, як таргани поводяться і розмножуються в умовах мікрогравітації. Розуміння того, як комахи реагують у космосі, забезпечить критично важливий зворотний зв'язок для подальших розробок.
Крім того, дослідники також проаналізували, як відходи життєдіяльності тарганів, або екскременти, можуть бути використані як добриво. Зрештою біореактор можна буде використовувати в тривалих польотах на Місяць або Марс, де він також зможе допомогти астронавтам у вирощуванні рослин і виробництві продуктів харчування.
