Jak zminimalizować odpady w kosmosie? Polska firma ma pomysł i pokazała go ESA
Gospodarka odpadami jest krytycznym wyzwaniem dla lotów kosmicznych. Ale co, jeśli odpady produkowane przez astronautów mogłyby być w zrównoważony sposób przekształcane w coś wartościowego w kosmosie? Pewna polska firma pomyślała o tym i wpadła na innowacyjne rozwiązanie: bioreaktor owadów zasilany karaluchami madagaskarskimi.
Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronauci zazwyczaj pakują odpady i przechowują je w pojazdach, które albo odsyłają je na Ziemię, albo spalają w atmosferze. Chociaż ta metoda sprawdza się w przypadku misji krótkoterminowych, może być kosztowna i problematyczna logistycznie w przypadku misji poza niską orbitą okołoziemską.
Jak podaje w komunikacie ESA, recykling odpadów na pokładzie jest jednym ze sposobów łagodzenia tych problemów. Obecnie astronauci na ISS polegają na reaktorach wysokotemperaturowych, aby przetwarzać niewielkie ilości śmieci i rozkładać je na tlen i wodę, na przykład. Jednak pozostałe odpady są nadal wysyłane z powrotem na naszą planetę, przyczyniając się do powstawania śmieci kosmicznych. Aby temu zaradzić, polska firma Astronika opracowała bioreaktor owadów dzięki finansowaniu z elementu Discovery w ramach podstawowych działań ESA.
Głównym celem tego projektu była biokonwersja odpadów generowanych podczas misji kosmicznych. Badaliśmy, w jaki sposób owady, a konkretnie karaluchy, mogą przekształcać materię organiczną w użyteczne zasoby, takie jak biomasa na stacji kosmicznej. Przyczynia się to do tworzenia bardziej cyrkularnego i zrównoważonego ekosystemu w kosmosie – powiedział Nicolas Thiry, inżynier ESA kierujący tą działalnością.
Wyjaśnienie rozwiązania polskiej firmy Astronika
– Bioreaktor owadów to autonomiczny system, który może obsługiwać duże ilości odpadów, nawet do 3,6 kilograma tygodniowo. Przynosi on jednocześnie kilka korzyści, w tym redukcję odpadów, odzyskiwanie wody i potencjał produkcji białka dla astronautów. Żadne inne istniejące urządzenie nie łączy w sobie wszystkich tych cech, co czyni je wysoce zrównoważonym w przypadku misji kosmicznych – wyjaśnia Mateusz Grzyb, główny inżynier projektu w Astronika.
Urządzenie oferuje system zamkniętego obiegu, wykorzystując naturalne zdolności karaluchów do przetwarzania śmieci. Jest również wyposażone w młynek do odpadów, aby w razie potrzeby rozdrobnić duże kawałki.
– Im więcej mamy owadów, tym więcej odpadów możemy rozłożyć. Optymalizując środowisko wewnątrz bioreaktora – kontrolując temperaturę, wilgotność i warunki odpadów – możemy przyspieszyć metabolizm i rozmnażanie się karaluchów, co pozwala nam skutecznie zmniejszyć ilość odpadów – dodał Mateusz Grzyb.
Dlaczego akurat karaluchy?
Karaluchy madagaskarskie zostały wybrane do tego projektu ze względu na ich unikalne cechy biologiczne. Są to wytrzymałe owady, zdolne przetrwać trudne warunki i szybko się rozmnażać. Podczas badania zaobserwowano, że mogą zakończyć cykl życia i utrzymać normalny rozwój, nawet przy ograniczonej diecie. Owady te są również znane ze swojej zdolności adaptacji do różnych środowisk, co czyni je idealnymi kandydatami do kontrolowanych środowisk bioreaktorów w kosmosie.
Ponadto karaluchy są bardzo wydajnymi konwerterami odpadów. Jeśli strawią do 3,6 kilograma odpadów tygodniowo, wyprodukują ponad 100 gramów surowego białka – co odpowiada ponad 20 jajom. W rezultacie mogą stać się niezawodnym źródłem bogatej w białko biomasy dla przyszłych misji kosmicznych.
– Jesteśmy jeszcze na wczesnym etapie, pracujemy na niskim poziomie gotowości technologicznej, ale ten projekt pokazuje, że koncepcja sprawdza się niesamowicie dobrze – dodał Nicolas.
Następnym krokiem jest wysłanie mniejszego bioreaktora w kosmos, aby przetestować, jak karaluchy zachowują się i rozmnażają w mikrograwitacji. Zrozumienie, jak owady reagują w kosmosie, zapewni krytyczne informacje zwrotne dla dalszego rozwoju.
Ponadto naukowcy przeanalizowali również, w jaki sposób odchody karaluchów, czyli frass, mogą być wykorzystywane jako nawóz. Ostatecznie bioreaktor mógłby być używany podczas długoterminowych misji na Księżyc lub Marsa, gdzie mógłby również wspierać astronautów w uprawie roślin i produkcji żywności.
Źródło: ESA
Czytaj też: SpaceX wystrzeliwuje misję na lodowy księżyc Jowisza
Grafika tytułowa: Nikolett Emmert / Unsplash
