«Мы предположили и проверили понятие одновременного рассмотрения отходов астронавтов с микробами, производя биомассу, которая съедобна любой прямо или косвенно в зависимости от проблем безопасности», сказал Кристофер Хаус, преподаватель геонаук, Государственного университета Пенсильвании. «Это немного странно, но понятие было бы немного похоже на мармит или Веджимайт, где Вы едите клевету ‘микробной липкой вещи’».Исследование исследователей обращается к многократным проблемам, стоящим перед миссиями глубокого космоса на Марс или вне, который, вероятно, занял бы месяцы или годы. Обеспечение достаточного количества еды от Земли поднимает объем и увеличивает массу и стоимость топлива космического корабля, в то время как рост еды в маршруте, использующем гидропонные или другие методы, был бы энергией – и интенсивный водой процесс, который поднимает ценную комнату.
Чтобы проверить их идею, исследователи использовали искусственные твердые и жидкие отходы, это обычно используется в тестах на утилизацию отходов. Они создали вложенную, цилиндрическую систему, четыре фута длиной на четыре дюйма в диаметре, в котором избранные микробы вошли в контакт с отходами. Микробы сломали ненужное использующее анаэробное вываривание, процесс, подобный пути еда обзора людей.«Анаэробное вываривание – что-то, что мы часто используем на Земле для рассмотрения отходов», сказал Дом. «Это – эффективный способ добраться, масса рассматривала и переработала.
То, что было ново о нашей работе, вынимало питательные вещества из того потока и намеренно помещало их в микробный реактор, чтобы вырастить еду».Команда нашла, что метан был с готовностью произведен во время анаэробного вываривания человеческих отходов и мог использоваться, чтобы вырастить различный микроб, Methylococcus capsulatus, который используется в качестве корма сегодня.
Команда пришла к заключению, что такой микробный рост мог использоваться, чтобы произвести питательную еду для полета глубокого космоса. Они сообщили в Науках о жизни в Космическом исследовании, что вырастили M. capsulatus, который был 52-процентным белком и 36 процентов жиров, делая его потенциальным источником пищи для астронавтов.Поскольку болезнетворные микроорганизмы – также беспокойство с растущими микробами во вложенном, влажном космосе, команда изучила способы вырастить микробы или в щелочной окружающей среде или в огнеупорной окружающей среде.
Они подняли pH системы до 11 и были удивлены найти штамм бактерий Halomonas чувствующий недостаток, которые могли процветать. Команда сочла это бактериями, чтобы быть 15-процентным белком и 7 процентов жиров.
На уровне 158 градусов по Фаренгейту, который убивает большинство болезнетворных микроорганизмов, они вырастили съедобный Thermus aquaticus, который состоял из 61-процентного белка и 16 процентов жиров.«Мы также исследовали разительные перемены к тому, сколько отходов было произведено, например, если у космического корабля был больший груз чем обычно, и система приспособила это хорошо», сказал Дом.
Компактный дизайн команды черпал вдохновение в аквариумах, которые используют фильтр фиксированного фильма, чтобы рассматривать отходы рыбы. Эти фильтры используют специально разработанный, покрытый бактериями материал фильма с высокой площадью поверхности.«Мы использовали материалы от коммерческой промышленности аквариума, но приспособили их к производству метана», сказал Дом. «На поверхности материала микробы, которые берут твердые отходы от потока и преобразовывают его в жирные кислоты, которые преобразованы в газ метана различным набором микробов на той же самой поверхности».
Команда удалила 49 – 59 процентов твердых частиц за 13 часов во время их теста. Это намного быстрее, чем существующее лечение утилизации отходов, которое может занять несколько дней.
Хаус сказал, что их система еще не готова к применению – это начальное исследование исследовало различные компоненты в изоляции и не полностью интегрированной системе.«Каждый компонент довольно прочен и быстр и расщепляет отходы быстро», сказал Дом. «Вот почему у этого мог бы быть потенциал для будущего космического полета. Это быстрее, чем растущие помидоры или картофель».Сегодня, астронавты на борту Международной космической станции перерабатывают часть воды от мочи, но процесс – интенсивная энергия, сказал Дом.
Управление твердыми отходами было большим препятствием. Это в настоящее время изгоняется в атмосферу Земли, где она сгорает.
«Вообразите, должен ли кто-то был точно настроить нашу систему так, чтобы Вы могли получить 85 процентов углерода и азота назад от отходов в белок, не имея необходимость использовать гидропонику или искусственный свет», сказал Дом. «Это было бы фантастическим развитием для полета в открытом космосе».