Прототипът на космическата оранжерия, разработен по проекта TIME SCALE, показа, че е възможно да се рециклират хранителни вещества и вода за отглеждане на храна. Снимка: Karoliussen
Ако в бъдеще хората пътуват до далечни дестинации в космоса, като Луната или Марс, ще им се наложи за дълги периоди от време да живеят в сложни условия. И едно от ключовите предизвикателства е да се осигурят храна и вода за целия период, когато са далеч от Земята.
На Международната космическа станция (МКС) астронавтите са в състояние да получават ресурси от Земята чрез товарни космически кораби, посещаващи космическата станция, за което са нужни само шест часа. Но времето за пътуване до Марс е минимум осем месеца, така че достигналите до там космонавти ще трябва да се оправят сами.
Учените вече работят за решаването на този проблем. Те търсят начини астронавтите сами да произвеждат собствена чиста вода и да отглеждат собствена храна. И също така гарантират намаляване на риска от заразявания, за да бъдат астронавтите максимално обезопасени и здрави при продължителни мисии.
Питейна вода
Питейната вода е нещо, което мнозина от нас приемат за даденост на Земята, но нейното доставяне по време на космическите мисии е далеч по-трудно. МКС рециклира голяма част от водата си, използвайки химикали, но все още разчита на значителни доставки на вода от Земята, за да предостави на астронавтите си достъп до чиста вода.
Проектът наречен BIOWYSE, трябваше да намери решение на проблема с водата за дълги мисии. В него се разглеждат начините за съхраняване на вода за продължителни периоди, следенето й в реално време за замърсяване от микроби и след това раздаване на чиста питейна вода, когато е необходимо чрез обеззаразяване на водата с UV-светлина, а не с химикали.
„Ние искахме система, която да включва целия процес от А до Я, от съхраняването на водата до предоставянето й на някого за пиене“, казва д-р Емануил Детис, координатор на BIOWYSE. „Това означава, че съхранявате водата, можете да контролирате био замърсяването, можете да дезинфекцирате когато се налага и накрая да я доставите до съдовете за пиене.“
Крайният резултат беше напълно автоматизирана машина, която можеше да изпълнява всички тези задачи. „Когато някой иска да пие вода, просто натискате бутона“, обяснява д-р Децис. Водата се проверява, обеззаразява се ако е необходимо и след това се доставя. „Това е като охладител за вода“, допълва той.
Учените проучват как да обеззаразят водата, която се съхранява в космоса дълго време с UV светлина, а не с химикали. Снимка: консорциум BIOWYSE
Машината дори може да анализира проби от мокри повърхности в космически кораб, за да провери дали са замърсени и са опасни за астронавтите. „В едно затворено местообитание започва да се натрупва влажност и може да се получат замърсявания в някои ъгли или зони“, казва д-р Децис. „Така че разработихме нещо, което може да провери тези области по бърз начин.“
Проектът разработи прототип на тази машина на Земята с размери около метър, с идеята, че по-малка версия може да се използва на място като МКС. В крайна сметка обаче замисъла беше, че система като BIOWYSE може да бъде полезна за бъдещо проучване и прототипът остава на разположение за всякакви приложими мисии в бъдеще.
„Системата е проектирана с оглед на бъдещите местообитания“, обяснява д-р Децис. Например космическа станция около Луната или полева лаборатория на Марс през следващите десетилетия. Това са места, където водата може да е седяла там известно време преди пристигането на екипажа.“
Самоиздръжка
Водата е трудно да се достави, но не е оскъдна в Слънчевата система. И на Луната, и на Марс има лед, който теоретично би могъл да се превърне в питейна вода. Но по-трудна перспектива за самоиздръжка е храната – всяка храна за астронавтите трябва да бъде донесена от Земята.
Разработват се обаче някои идеи как да отглеждаме храна без постоянни мисии за подновяване. От няколко години на МКС астронавтите използват машини като Европейската система за модулно култивиране (EMCS), пусната през 2006 г., за да изследват растежа на растения като Arabidopsis thaliana. ECMS беше заменен от подобна машина, наречена Biolab през 2018 г.
Д-р Ан-Ирен Китанг Джост от Центъра за интердисциплинарни изследвания в Космоса (CIRiS) в Норвегия, беше координатор на проекта TIME SCALE, който разглеждаше начините за разработване на нова система за отглеждане на растения, безопасни за ядене в космоса. Когато д-р Китанг Джост стартира проекта, EMCS вече беше в космоса от десетилетие и беше време да го надстрояваме, казва тя.
TIME SCALE има за цел да създаде метод за рециклиране на вода и хранителни вещества в бъдеща машина за отглеждане, а също и да наблюдава по-лесно здравето на растенията, за да разработи идея за „парник“ в космоса.
„Ние се нуждаем от съвременните технологии, за да отглеждаме храна за бъдеща космическа мисия до Луната или Марс, както и нови идеи. Взехме (ECMS) за отправна точка да определим концепциите и технологиите, за да научим повече за отглеждането на култури и растения в микрогравитация.“
TIME SCALE предвижда машина, която да разполага с по-голямо пространство за отглеждане на растения от EMCS с размер на куфар, с повече функции. „Създадохме прототип, демонстриращ, че можем да рециклираме хранителните вещества и да отглеждаме марули и други растения там“, казва д-р Китанг Джост. „Можем да ги произвеждаме и да наблюдаваме хранителните вещества във водата. Доказахме концепцията. „
Както Biolab и ECMS, прототипът е проектиран да използва въртяща се центрофуга, за да симулира гравитацията на Луната и Марс, с цел да измерва приемането на хранителни вещества или вода от растенията. Подобни идеи биха могли да бъдат полезни не само за космическите пътувания, но и за хората на Земята. „Важно е да намерим взаимодействие с предизвикателствата, които имаме на място“, казва д-р Китанг Джост. Това включва намирането на начини за повторна употреба на хранителни вещества и вода в нашите собствени оранжерии, например чрез подобряване на сензорната технология и разработване на по-добри начини за наблюдение на хранителните вещества и здравето на растенията.
Светове
За да пътуват хората и дори да живеят в светове като Луната и Марс, технологии като тези ще бъдат от решаващо значение – позволявайки на астронавтите да бъдат самоиздържащи се на място, далеч от Земята. И гаранцията, че всяка вода, съхранявана на тези места, е обеззаразена и безопасна за пиене е много важна.
„Няма да е като на МКС“, казва д-р Децис. „Няма да има постоянен екипаж през цялото време. Ще настъпи период, в който лабораторията може да е празна и няма да има екипаж, докато следващата смяна не пристигне след три или четири месеца или пък повече. Там ще се съхраняват вода и други ресурси, а може би и микроорганизми.“
Д-р Китанг Джост твърди, че що се отнася до производството на безопасна храна, ние сме близо до целта да изградим система, която да бъде използвана при бъдещи мисии. „Ние сме доста близко“, казва тя. „Разбира се, това е предизвикателство. Но изграждането на оранжерия трябва да е възможно.“
Източник: horizon-magazine.eu
Превод: Радослав Тодоров
