A kevésbé finnyás űrhajósoknak a távolabbi jövőben a hosszú űrutazásokon sem kell aggódniuk: lesz mit enniük.
Legalábbis abban az esetben, ha sikerrel járnak a Pennsylvaniai Állami Egyetem kísérletei, ahol mikrobiológiai bioreaktorok sorozatával próbálnak meg szilárd és folyékony emberi ürülékből élelmet előállítani, miközben minimalizálni igyekeznek a kórokozók szaporodását. A kutatás vezetője elmondta, hogy a biztonsági aggályokat szem előtt tartva próbálják az űrhajósok ürülékét mikroorganizmusokkal közvetlenül vagy közvetve táplálékként fogyasztható anyagokká alakítani. Elismeri, hogy az ötlet meglehetősen szokatlan, a keletkező anyagot azonban párhuzamba állítja azokkal a mikrobiológiai úton termelt, egyes országokban kenyérre kenve fogyasztott masszákhoz, amelyeket a sörgyártás melléktermékéből állítanak elő.
A kutatás célja, hogy hozzájáruljanak a Marsra és azon túlra indítandó, hónapokig vagy évekig tartó űrutazások problémáinak megoldásához. Ha az űrhajósok élelmezését kizárólag a Földről magukkal vitt ételekkel oldanák meg, akkor az ételek jelentős helyet foglalnak el, emellett tömegük megnöveli a szükséges üzemanyag mennyiségét. Kísérleteznek tápfolyadékokon történő (hidroponikus) növénytermesztéssel is, az ezekhez szükséges energia és víz biztosítása ugyancsak értékes helyet foglal el.
A pennsylvaniai tudósok elképzelésük működőképességét olyan mesterségesen előállított szilárd és folyékony ürülékekkel ellenőrizték, amilyeneket a hulladékkezelési módszerek ellenőrzésére használnak. Kísérleteikhez 120 cm hosszú, 10 cm átmérőjű, henger alakú rendszert építettek, amelyben megfelelően kiválogatott mikroorganizmusok lépnek érintkezésbe az ürülékkel. A mikrobák ugyanolyan anaerob emésztéssel bontják le az ürüléket, mint ahogyan az emberi szervezetben működő mikroorganizmusok megemésztik az ételt.
A kísérleti berendezés továbbfejlesztésével az ürülékben lévő szén és nitrogén 85%-a lenne kinyerhető és fehérjékké alakítható anélkül, hogy hidroponikus tenyésztőrendszerre vagy mesterséges megvilágításra lenne szükség, ami óriási távlatokat nyit a távoli világűrbe indítandó űrutazások számára – vélik a kutatók. (Kép: iStock Photo ALJ1)
A kutatók megállapították, hogy az emberi ürülék anaerob emésztése során könnyen előállítható metán, amely viszont a következő lépésben egy másik, Methylococcus capsulatus nevű mikroba előállítására használható, amelyet állati táplálékként már ma is használnak. Arra a következtetésre jutottak, hogy egy ilyen baktériumtenyészet a hosszú időtartamú űrrepülések során felhasználható lenne magas tápértékű anyagok előállítására. A Life Sciences in Space Research című folyóiratban arról számoltak be, hogy az általuk tenyésztett M. Capsulatus 52% fehérjét és 36% zsírt tartalmazott, vagyis alkalmas az űrhajósok élelmezésére.
A zárt, nedves környezetben működő baktériumtenyészetek esetében fennáll a különböző kórokozók elszaporodásának veszélye, ezért a kutatók megvizsgálták a baktériumok szaporodását lúgos és magas hőmérsékletű környezetben. A rendszer pH-ját 11-ig növelték, és meglepve tapasztalták, hogy az egyik baktériumtörzs (Halomonas desiderata) ebben a környezetben is jól fejlődött, a baktérium 15% fehérjét és 7% zsírt tartalmazott. A legtöbb kórokozót már elpusztító, 70 °C-os hőmérsékleten 61% fehérjét és 16% zsírt tartalmazó Thermus aquaticus baktériumot tenyésztettek.
A kísérletek során 13 óra alatt a szilárd anyagok 49–59%-át tudták felhasználni, ami sokkal gyorsabb a szennyvízkezelésben alkalmazott módszereknél, ahol ugyanez több napig tart. Egyelőre azonban a rendszer egyes alkotóelemeit csak önállóan vizsgálták, teljes rendszerré összeépítve még nem, így rendszerük még nem áll készen a tényleves bevetésre.
Az ISS űrhajósai csak az utánpótlás érkezésekor jutnak hozzá friss gyümölcshöz, zöldséghez. (Kép: NASA)
Jelenleg a Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén az űrhajósok a felhasznált víz egy részét vizeletből nyerik, azonban a módszer energiafelhasználása jelentős. A szilárd ürülék hasznosítása még nagyobb problémát jelent, ezért azt egyelőre a teherűrhajókba pakolt egyéb hulladékkal együtt a Föld légkörében megsemmisítik.
A Pennsylvaniai Állami Egyetemen folyó kutatást a NASA finanszírozta, de a NASA Asztrobiológiai Intézeten keresztül a Penn State Asztrobiológiai Kutatóközpont is hozzájárult.
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Mennyi ételt vigyünk?
Az ESA vízkezelő rendszere
Vegetáriánusok előnyben
Mikrobiom a súlytalanságban
Koccintás tisztított vizelettel
Végtermékből élelmiszer, mikrobák segítségével (Penn State University)
A Marson bőven van oxigén, ám a majdani űrhajósok legnagyobb bánatára, szén-dioxid molekulákba zárva. Onnan kell kinyerni.
