Menschliche Abfälle könnten eines Tages eine wertvolle Ressource für Astronauten auf Langstreckenflügen sein. Eine neue Studie zeigt, dass eine Reihe von mikrobiellen Reaktoren feste und flüssige Abfälle schnell zerstören können, um Lebensmittel anzubauen und das Wachstum von Krankheitserregern zu minimieren.
Wissenschaftler untersuchen die zahlreichen Probleme, mit denen die Mitglieder des Raumfahrzeugs auf Langstreckenflügen (Mars und darüber hinaus) konfrontiert sind. Um eine ausreichende Anzahl von Produkten zu laden, müssen viele Ressourcen aufgewendet und die Kapazität des Flugzeugs erhöht werden. Der Anbau von Lebensmitteln während des Transports mit Wasserkultur und anderen Methoden wird jedoch zu einem energieintensiven und wasserintensiven Prozess.
Um die Idee zu testen, verwendeten die Forscher künstliche feste und flüssige Abfälle, die üblicherweise in Abfallbewirtschaftungstests verwendet werden. Sie bildeten ein geschlossenes zylindrisches System mit einem Durchmesser von 4 Fuß mal 4 Zoll, in dem die Mikroben mit dem Abfall in Kontakt kamen. Der Prozess der Zerstörung wurde durch anaeroben Aufschluss durchgeführt.
Dieser Prozess wird auf der Erde angewendet, da er als effektive Methode zur Ermittlung der Masse des verarbeiteten Produkts angesehen wird. Die Neuheit liegt in der Tatsache, dass es Wissenschaftlern gelungen ist, Nährstoffe aus dem Strom zu entfernen und sie absichtlich in einen mikrobiellen Reaktor für den Anbau von Nahrungsmitteln zu legen.
Es stellte sich heraus, dass beim anaeroben Aufschluss von menschlichen Abfällen leicht Methan entsteht, das für die Mikrobe Methylococcus capsulatus verwendet werden kann. Die Analyse zeigt, dass dieses mikrobielle Wachstum für die Lebensmittelproduktion auf Langstreckenflügen geeignet ist. Zum Beispiel ist es Forschern gelungen, Methylococcus capsulatus zu züchten, bei dem 52% Protein und 36% Fett sind. Krankheitserreger aktivieren das mikrobielle Wachstum auf nassem und engem Raum, sodass Wissenschaftler gelernt haben, wie man Mikroben in alkalischer Umgebung mit hoher Hitze züchtet. Sie erhöhten den pH-Wert des Systems auf 11 und entdeckten die Blütezeit der Halomonas desiderata (15% Protein, 7% Fett). Bei Erwärmung auf 158 Grad Fahrenheit wuchs essbarer Thermus aquaticus (61% Protein, 16% Fett).
Ein neues kompaktes Design nahm die Idee aus dem Bereich der Aquarienproduktion auf, bei dem ein Festfilmfilter zur Behandlung von Fischabfällen verwendet wurde. Diese Filter sind mit Bakterien beschichtetes Filmmaterial mit einer großen Oberfläche. Die Forscher verwendeten diese Materialien, passten sie jedoch an, um Methan zu produzieren.
Für 13 Teststunden entfernte das Team 49-59% Feststoffe. Dies ist viel schneller als die vorhandene Verarbeitungstechnologie, deren Verarbeitung mehrere Tage in Anspruch nimmt. Das System ist noch nicht einsatzbereit, da in der Studie die Arbeit von Bauteilen isoliert untersucht wurde.
Heute extrahieren die ISS-Astronauten einen Teil des Wassers aus dem Urin, der Prozess ist jedoch energieintensiv. Noch schwerer mit festen Abfällen umzugehen. Sie werden lieber in die Erdatmosphäre geworfen, wo sie verbrennen.
