Утилизация отходов — одна из важнейших задач космических полетов. Но что, если бы отходы, производимые астронавтами, можно было бы устойчиво превращать в нечто ценное в космосе? Польская компания подумала об этом и предложила инновационное решение: биореактор с насекомыми, работающий на мадагаскарских тараканах.
На Международной космической станции астронавты обычно собирают свои отходы в контейнеры и хранят их на кораблях, которые либо возвращают их на Землю, либо сжигают в атмосфере. Хотя этот метод подходит для краткосрочных миссий, он может оказаться дорогостоящим и логистически проблематичным при полетах за пределы низкой околоземной орбиты.
Переработка отходов на борту — один из способов решения этих проблем. В настоящее время астронавты на МКС используют высокотемпературные реакторы для переработки небольшого количества мусора и его разложения, например, на кислород и воду. Однако оставшиеся отходы все равно отправляются обратно на нашу планету. Чтобы решить эту проблему, польская компания Astronika разработала биореактор с насекомыми при финансовой поддержке ESA.
«Основное внимание в этом проекте было уделено биоконверсии отходов, образующихся во время космических полетов. Мы изучили, как насекомые, в частности тараканы, могут превращать органические материалы, такие как биомасса, в полезные ресурсы на космической станции. Это способствует созданию более круговой и устойчивой экосистемы в космосе», — говорит Николя Тири, инженер ESA, возглавляющий работу.
Объяснение решения
«Биореактор с насекомыми — это автономная система, которая может перерабатывать большое количество отходов, до 3,6 килограмма в неделю», — объясняет Матеуш Гжиб, ведущий инженер проекта в компании Astronika. «Она дает сразу несколько преимуществ, включая сокращение отходов, регенерацию воды и возможность производства белка для астронавтов. Ни одно другое существующее устройство не сочетает в себе все эти функции, что делает его очень устойчивым для космических миссий».
Устройство представляет собой систему замкнутого цикла, использующую природные способности тараканов перерабатывать мусор. «Чем больше насекомых, тем больше отходов мы можем переработать. Оптимизируя среду внутри биореактора — контролируя температуру, влажность и условия хранения отходов, — мы можем ускорить метаболизм и размножение тараканов, что позволит нам эффективно сократить количество отходов», — говорит Матеуш.
Почему именно тараканы?
Мадагаскарские тараканы были выбраны для этого проекта благодаря своим уникальным биологическим особенностям. Это выносливые насекомые, способные выживать в суровых условиях и быстро размножаться. В ходе исследования было замечено, что они могут завершать свой жизненный цикл и поддерживать нормальное развитие даже при ограниченном рационе. Эти насекомые также известны своей приспособляемостью к различным средам, что делает их идеальными кандидатами для контролируемых биореакторов в космосе.
Кроме того, тараканы очень эффективно перерабатывают отходы. Переваривая до 3,6 килограмма отходов в неделю, тараканы производят более 100 граммов сырого белка, что эквивалентно более чем 20 яйцам. Таким образом, они могут стать надежным источником богатой белком биомассы для будущих космических полетов.
В будущее
«Мы все еще находимся на ранних стадиях, работаем на низком уровне технологической готовности, но этот проект показывает, что концепция работает невероятно хорошо», — говорит Николя.
Следующим шагом будет отправка в космос биореактора меньшего размера, чтобы проверить, как тараканы ведут себя и размножаются в условиях микрогравитации. Понимание того, как насекомые реагируют в космосе, обеспечит критически важную обратную связь для дальнейших разработок.
Кроме того, исследователи также проанализировали, как отходы жизнедеятельности тараканов, или экскременты, могут быть использованы в качестве удобрения. В конечном итоге биореактор можно будет использовать в длительных полетах на Луну или Марс, где он также сможет помочь астронавтам в выращивании растений и производстве продуктов питания.
