Автономные замкнутые экосистемы сделают планетарные базы на Луне и Марсе менее зависимыми от поставок продовольствия и более дешёвыми в использовании.

Долговременная жизнь внеземного планетарного поселения будет невозможна без производства животной пищи для людей. В этом плане рыба является перспективным кандидатом на включение в биорегенеративную систему жизнеобеспечения из-за качественного белка и высокого содержания незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (омега-3 и омега-6). Однако появление в рационе экипажа рыбной пищи повлечёт за собой новый тип органических отходов – чешую, кости, внутренности.

Учёные Института биофизики Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН разработали технологию переработки рыбных отходов, как добавки в питательный раствор, который можно использовать для выращивания пшеницы. Для этого в процессе так называемого «мокрого сжигания» органический материал окисляли в водном растворе перекиси водорода в переменном электрическом поле. В результате органика превращалась в неорганические соли. Учёные ожидают, что, используя этот метод, космическая команда сможет полностью утилизировать рыбные отходы и использовать их для выращивания овощей и других продуктов питания.

В качестве опытного образца в работе использовали отходы пресноводной рыбы – карася. Такая рыба, в отличие от морских видов, не нуждается в большом содержании солей в воде. Важно, что в замкнутой системе жизнеобеспечения пресная вода может быть легко получена путём транспирации растений и конденсации водяного пара.

Исследователи обнаружили, что в присутствии минерализованных отходов жизнедеятельности человека переработка рыбных отходов более эффективна, чем при их прямом окислении. Повторная переработка возникающего при этом небольшого осадка в среде перекиси водорода и азотной кислоты позволила перевести оставшиеся нерастворимые минеральные элементы в доступную форму для питания растений.

Разработанная красноярскими учёными замкнутая система жизнеобеспечения БИОС-3 является прообразом лунной или марсианской базы. В основе её работы лежит замкнутый круговорот определённых химических элементов, которые выделяются в результате жизнедеятельности растений. Они, в свою очередь, выращиваются на минерализованных выделениях человека и других органических отходах. А на выходе производится пища, восстанавливаются кислород и питьевая вода. 

В дальнейшем красноярские биофизики предполагают включить в процесс минерализации другие типы отходов, например, бытовые – упаковочные и санитарно-гигиенические материалы.

Фотография: Shutterstock.com