Astronauții viitorului ar putea (și ar trebui) să își recicleze fecalele pentru a mânca

putea

Se crede că astronauții mănâncă pastile, ceea ce nu este adevărat. În primele zboruri spațiale au experimentat cu tuburi de paste, cuburi de gheață și alimente praf. De fapt, în acele călătorii de pionierat, experții nici măcar nu erau siguri dacă ar fi posibil să mâncăm în spațiu, deoarece nu știau cum microgravitația poate afecta înghițirea.

Astronauta Sandra Magnus a fost prima care a experimentat gătitul în spațiu. Imagine de la NASA.

Dar după acele scoruri inițiale, astronauții au început să mănânce mese foarte asemănătoare cu cele pe care le mâncăm aici jos, iar dieta lor este monitorizată de nutriționiști care asigură dieta corectă. Nu pregătesc un filet Wellington, dar au venit să experimenteze gătitul.

Principala problemă este că lucrurile plutesc, și, prin urmare, nu puteți pune o friptură într-o tigaie sau fierbeți un ou (aburul nu crește), pâinea este înlocuită de tortilla mexicană pentru a nu crea un nor de pesmet și sarea vine sub formă lichidă. Dar mănâncă pui, carne de vită, fructe, legume, pește și chiar în unele cazuri pizza sau hamburgeri. Rațiile preparate merg de obicei în pachete sigilate și deshidratate pentru comoditate și conservare, dar nu pentru o problemă de ușurare a greutății apei, deoarece toate alimentele uscate trebuie rehidratate și în spațiu nu este posibil să mergi la râu pentru apă.

Dar toate acestea se referă la singura prezență umană actuală în spațiu, Stația Spațială Internațională (ISS). Și, așa cum clarific mereu aici, să nu uităm că ISS, în ceea ce privește călătoriile spațiale, este aproape un exercițiu; Stația orbitează doar la aproximativ 400 de kilometri deasupra Pământului, puțin mai puțin decât distanța cu AVE între Madrid și Sevilla, pe care trenul o parcurge în aproximativ două ore și jumătate. Diferența în cazul ISS este că, stând acele mile, obținerea a ceva acolo este mai complicată de gravitația lipicioasă a Pământului. Amintiți-vă însă că, dacă totul plutește pe ISS, nu pentru că este atât de departe încât scapă de influența gravitațională a Pământului, departe de ea, ci doar pentru că este continuu în cădere liberă, ca în acele atracții din parcurile în care sunteți brusc. eliberat și simți că sângele îți merge în cap.

Un alt lucru foarte diferit ar fi călătoria spațială reală, cele care par să nu ajungă niciodată. Dar dacă se întâmplă într-o zi, cum se va hrăni echipajul tău? În cinematografia științifico-fantastică care își face griji cu privire la aceste probleme, Sunt adesea luate în considerare posibilități precum culturile hidroponice, care sunt cultivate în apă și fără sol. Aceasta este o opțiune reală și este practicată de fapt pe ISS.

Astronautul Ed Lu, mâncând cu bețișoare pe ISS. Imagine de la NASA.

Dar să luăm în considerare o realitate fizică: materia nu este nici creată, nici distrusă, ci doar își schimbă forma. Pentru ca o plantă de roșii să producă o roșie de 100 de grame, acele 100 de grame de material trebuie furate din mediul său; altceva trebuie să piardă acele 100 de grame. Acesta este unul dintre cele mai frecvente defecte din alte filme științifico-fantastice, cele cărora nu le pasă de aceste detalii și unde ființele aparent cresc din nicăieri.

Pe ISS aceasta nu este o problemă, deoarece echipajul primește în mod regulat nave de pe Pământ cu provizii proaspete. Dar într-o presupusă lungă călătorie interplanetară, darămite interstelară, în care toată mâncarea nu putea fi luată de pe Pământ și trebuia fabricată la bord, astronauții își vor produce propria hrană, vor mânca, vor defeca; dacă, așa cum se face în ISS, și-au expulzat deșeurile în străinătate, încetul cu încetul, vor fura materie din habitatul navei până când nu mai rămânea suficient pentru a susține în continuare producția de alimente.

În spațiul deschis nu există nicio materie care poate fi colectată; Cu excepția cazului în care au găsit o oază (ca o planetă) în care să alimenteze chimia de bază necesară hranei lor, în special carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor și sulf, situația ar fi de nesuportat. Desigur, același lucru este valabil și pentru apă. Călătorii ar putea, de asemenea, să-și producă propria apă, dar ar trebui totuși să-și completeze stocul de hidrogen și oxigen.

Deci, nu ar avea altă opțiune: ar trebui să își recicleze propriile fecale pentru a produce alimente. Oricât de gros s-ar părea, să-l privim dintr-un punct de vedere strict chimic - fecalele sunt materii bogate în nutrienți. Cea mai mare parte este alcătuită din bacterii, dar conține toate acele elemente pe care călătorii spațiali nu și-au permis să le arunce în spațiu.

Pur şi simplu, acești atomi și molecule sunt într-o formă care nu poate fi utilizată direct, deoarece au pierdut energia pe care o putem extrage din ei. Ființele vii sunt vampiri energetici. Digerând mâncarea, furăm energia (și materia, desigur) din ea. Pentru a transforma aceste reziduuri înapoi în alimente, trebuie pur și simplu să le furnizăm energie pentru a le transforma în alte forme moleculare de care putem profita ca sursă de energie.

Și, din fericire, există energie în spațiu: există lumină, vânt solar, raze cosmice, particule care călătoresc cu viteză mare ... Soluția ar consta în recoltarea acelei energii și utilizarea acesteia pentru a reîncărca moleculele din fecale, pe măsură ce o baterie se reîncarcă și astfel le transformă înapoi în alimente.

Urina astronauților a fost reciclată pe ISS de ani de zile pentru a produce apă potabilă, Și, așa cum am menționat aici acum câteva luni, sistemele în același scop sunt testate și pe Pământ. Problema cu scaunul va necesita mai multă muncă, dar săptămâna aceasta a fost publicat un studiu care oferă un sistem complet. Nu este în niciun caz autosuficient și nici nu reciclează toate componentele fecalelor, ci doar un compus specific, dar este un început.

Astronautul italian Samantha Cristoforetti explică funcționarea toaletei ISS. Imagine din ESA.

Cercetătorii de la Universitatea Penn State nu au folosit (încă) fecale sau urină, ci un deșeu solid și lichid care este folosit în mod obișnuit pentru testarea sistemelor de reciclare; cam ca o caca umana industriala. Primul pas în sistemul dvs. este să folosiți acel reziduu ca hrană pentru microorganisme; Deși nu ne putem hrăni direct cu fecalele noastre, pentru mulți microbi sunt o delicatesă. Acest proces se numește digestie anaerobă. Este similar cu cel care are loc în tractul nostru digestiv și se aplică pe Pământ la tratarea deșeurilor.

Din această digestie anaerobă, pentru care aparatul folosește filtre modificate de tipul celor introduse în acvarii, cercetătorii au recoltat unul dintre produsele lor prețioase: metanul, componenta fundamentală a gazelor naturale, care conține carbon și hidrogen. Metanul este apoi servit unui alt tip de bacterie care îl folosește ca hrană și devine foarte confortabil consumându-l. Această bacterie, numită Methylococcus capsulatus, are 52% proteine ​​și 36% grăsimi, și toate acestea într-o formă comestibilă; utilizat în prezent ca hrană pentru animale. Și nu credeți că consumul de bacterii continuă să fie ciudat și respingător; Dacă nu chiar iaurt?

Cercetătorii și-au testat sistemul asigurându-se că nu se dezvoltă bacterii toxice, aplicând intervale foarte restrictive de pH (acid/alcalinitate) și temperaturi ridicate, astfel încât alimentele să nu se strice. În prezent, este doar un prototip și este încă foarte departe de a deveni un dispozitiv practic; dar până în ziua în care avem nave interstelare, există destul timp pentru ao dezvolta. Liderul studiului, geologul Christopher House, spune: „Imaginați-vă dacă cineva ar putea rafina sistemul nostru pentru a putea recupera 85% din carbon și azot din reziduuri ca proteine ​​fără a fi nevoie să folosiți hidroponie sau lumină artificială; ar fi o dezvoltare fantastică pentru călătoriile spațiale profunde ”.