Как и на Земле, людям, живущим в космических кораблях, для выживания требуется регулярный запас свежей пищи. Во время коротких путешествий в космос космонавты могут просто брать с собой необходимую еду. Ситуация усложняется, когда экипажу приходится месяцами или даже годами путешествовать по космосу.
В этом случае им требуются технические решения для обеспечения жизненно важных пищевых ресурсов как можно дольше. Три партнера по проекту Eu: CROPIS под руководством Немецкого аэрокосмического центра (DLR) разрабатывают систему жизнеобеспечения, способную преобразовывать биологические отходы в кислород и пищу.
Он будет испытан во время однолетнего космического полета в 2017 году. Другими партнерами проекта являются Университет Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) и филиал Института химических технологий Фраунгофера ICT-IMM в Майнце.Переработка мочи в качестве удобрения для томатов
Бактерии и водоросли в автоматизированной системе рециркуляции с замкнутым циклом разлагают смесь синтетической мочи и воды для производства удобрений для растений томатов. Между тем, спутник, спроектированный, построенный и управляемый DLR, будет вращаться с разной скоростью, чтобы имитировать различные гравитационные силы на Луне и Марсе. Система рециркуляции замкнутого цикла требует постоянного контроля, чтобы гарантировать, что растения томатов получают точно правильную дозу питательных веществ для роста и процветания на всех этапах космического полета. Это часть проекта, за которую отвечают ученые ICT-IMM.
Они используют метод, известный как капиллярный электрофорез, для определения концентрации различных веществ в удобрении. Эти вещества идентифицируются на основе характерной картины движения, проявляемой ионами различной полярности и размера при приложении электрического поля.
Не менее важно убедиться, что доза удобрений, получаемых растениями томатов, адаптирована к различным стадиям их роста. «Ключом к успеху этого проекта является внедрение автономной системы, которая позволит растениям томатов выжить без постороннего вмешательства», — подчеркивает менеджер проекта ICT-IMM доктор Карин Потье-Камлот.Для применений на Земле капиллярный электрофорез является стандартным методом химического анализа. Но дополнительные требования применяются к его использованию на борту беспилотной космической миссии, такой как Eu: CROPIS, где все процессы должны быть полностью автоматизированы, а инструменты должны быть отрегулированы до минимума места. «Прототип ионного анализатора, который мы представляем на выставке ACHEMA, занимает площадь 20x20x10 сантиметров, весит не более 2,4 кг и включает полностью автоматизированные функции для отбора проб и капиллярного электрофореза», — говорит Потье-Камлот. Его особенность — микрочип размером не больше кредитной карты, на котором ведется весь аналитический процесс.
Его регулярно промывают, что позволяет повторно использовать его на протяжении всего космического полета. Обычно на Земле эти микрочипы выбрасывают в конце каждого цикла отбора проб и анализа.Помимо предполагаемого использования в космосе, эта технология имеет множество потенциальных применений на Земле. «Компактный ионный анализатор с автоматическим отбором проб можно использовать, например, для контроля качества питьевой воды или управления производственными процессами», — говорит Потье-Камлот.
Партнеры по проекту планируют запустить спутник на орбиту на высоте 600 километров в начале 2017 года. Исследователи создали копию своей системы, которая позволит им воспроизвести каждый этап космической миссии дома, на Земле. Всеми процессами, происходящими на борту спутника, можно управлять с земли. После того, как он завершит свою однолетнюю миссию, спутник будет направлен на управляемый спуск и сгорит в атмосфере Земли.
По словам научного руководителя миссии доктора Йенса Хауслаге из Института аэрокосмической медицины DLR, «эксперименты на борту Eu: CROPIS дадут важные результаты, которые улучшат наше понимание биологических систем, необходимых для поддержания жизни в условиях преобладающей гравитации. на Луне или Марсе. Это, в свою очередь, позволит нам обеспечить поддержку будущих космических миссий и разработать новые системы биологической переработки для использования на Земле ».
