Астронаути би у будућности могли јести храну направљену од каке, каже студија

Чак и када људи путују изван Земље и крену на Марс и даље, неугодне стварности људске биологије ће доћи заједно са нама. Будући пионири ће и даље управљати истим мршавим, несавршеним посудама које су људи пилотирали хиљадама година: људско тијело. И ако не смислимо начин да покренемо наш мозак и срце са батеријама, људи ће увек морати да једу и пију и кваре и пишају.

Срећом, истраживачи су се напорно трудили да схвате како да се прилагоде људским биолошким захтјевима, а свемирски лет одржава што је могуће ефикаснијим. У том циљу, астробиолози са Пенн Стате Универзитета су развили метод за третирање људског отпада бактеријама да би се произвео јестиви производ.

„То је мало чудно, али концепт би био мало сличан Мармиту или Вегемиту где једете мрљу од„ микробне гњиде “,“ каже др Цхристопхер Хоусе, професор геознаности и коаутор чланку, у изјави. Он и његови коаутори објавили су своје налазе у часопису у новембру 2017. године Наука о животу у свемирским истраживањима.

Један од највећих изазова у свемирским мисијама, посебно дужим путовањима до Марса и шире, ће омогућити астронаутима да добију довољну исхрану без нагомилавања целог брода кутијама хране и боца воде. Чак и системи за узгој поврћа заузимају пуно простора, енергије и воде. И када су астронаути појели и попили своје залихе, морат ће похранити свој отпад.

Зато је Хоусе, заједно са др Лисом Стеинберг и Рацхел Крониак из Центра за астробиологију Пенн Стате, развио систем који решава оба ова проблема одједном, користећи две фазе третмана бактеријског отпада да би произвео хранљиве материје са високим садржајем протеина и масти. Истраживачи кажу да би ова супстанца могла да се једе директно од астронаута или да се нахрани другим организмом, као што је риба, коју би онда јели.

"Замислили смо и тестирали концепт симултаног третирања отпада астронаута микроорганизмима, док производимо биомасу која је јестива, било директно или индиректно, у зависности од безбедносних разлога", каже Хоусе.

Да би добили ову микробну гљивицу, истраживачи су најпре водили вештачку смешу отпадних вода која се обично користи у експериментима третмана воде преко анаеробног уређаја за варење. Овај део опреме садржи бактерије које разграђују отпад без присутног кисеоника, слично људској храни.

"Анаеробна дигестија је нешто што често користимо на Земљи за третирање отпада", објашњава Хоусе. „То је ефикасан начин да се маса третира и рециклира. Оно што је било ново у нашем раду било је узимање хранљивих састојака из те струје и намјерно стављање у микробни реактор за узгајање хране."

Истраживачи су открили да се метан произведен током анаеробне дигестије може користити за раст Метхилоцоццус цапсулатус бактерија која се храни метаном и има пожељне концентрације масти и протеина, 36 процената, односно 52 одсто. Држећи пХ мешавине веома високим, кажу да су патогене бактерије Е. цоли, не би могли да преживе.

Иако истраживачи заправо нису ставили људску каву и пишали у уређај да би произвели храњиве твари, кажу да овај експеримент доказује њихов концепт. Плус, сви комади су већ комерцијално доступни.

"Свака компонента је прилично робусна и брза и брзо распадне", каже Хоусе у изјави. “Зато то може имати потенцијал за будуће свемирске летове. Брже је од узгоја парадајза или кромпира."

Апстрактан: Будуће дугорочне свемирске мисије ће захтевати ефикасно рециклирање воде и хранљивих материја као део система за одржавање живота. Третирање биолошког отпада је мање енергетски интензивније од физикално-хемијских метода обраде, али је анаеробни третман метаногеног отпада у великој мјери избјегнут због спорих стопа обраде и сигурносних питања везаних за производњу метана. Међутим, метан се ствара током регенерације атмосфере на ИСС-у. Овде предлажемо третман отпада преко анаеробне дигестије праћене метанотрофним растом Метхилоцоццус цапсулатус да произведу биомасу богату протеинима и липидима која се може директно конзумирати, или користити за производњу других високо-протеинских извора хране као што је риба. Да би се постигао бржи третман метаногеног отпада, изградили смо и тестирали анаеробни реактор са фиксним филмом, проточним путем за третирање отпадних вода ерзатза. Током стационарног рада, реактор је постигао 97% хемијске потрошње кисеоника (ЦОД) са стопом органског оптерећења од 1740 г д ^ -1 м ^ -3 и хидрауличким временом задржавања од 12.25 д. Реактор је такође тестиран у три наврата тако што је напуњен ца. 500 г ЦОД у мање од 12 х, што представља 50к дневну брзину храњења, са стопама уклањања КПК у распону од 56–70%, што показује способност реактора да реагује на догађаје прекомерног храњења. Приликом испитивања складиштења ефлуента третираног реактора на пХ 12, изоловали смо сој Халомонас десидерата способни за разградњу ацетата под условима високог пХ. Затим смо тестирали нутритивни садржај алкалифила Халомонас десидерата као и термофил Тхермус акуатицус као допунски протеински и липидни извори који расту у условима који би требало да спрече патогене. Тхе М. цапсулатус биомаса се састојала од 52% протеина и 36% липида Х. десидерата биомаса се састојала од 15% протеина и 7% липида, а биомаса * Тхермус акуатицус се састојала од 61% протеина и 16% липида. Овај рад демонстрира изводљивост брзог третмана отпада у компактном дизајну реактора и предлаже рециклирање храњивих твари у прехрамбене производе путем хетеротрофног (укључујући метанотрофни, ацетотрофни и термофилни) микробни раст.