Při plánování dlouhodobých misí s posádkou je jednou z nejdůležitějších věcí zajistit, aby posádky měly dostatek toho nejnutnějšího, aby vydržely. To není snadný úkol, protože kosmická loď s posádkou bude celé měsíce pro posádku. To znamená, že bude potřeba vzít s sebou dostatečné množství jídla, vody a kyslíku.
Podle nového vyšetřování, které probíhá na palubě Mezinárodní vesmírná stanice , možné řešení by mohlo spočívat v hybridním systému podpory života (LSS). V takovém systému, který by mohl být v blízké budoucnosti použit na palubách kosmických lodí a vesmírných stanic, by se mikrořasy využívaly k čištění vzduchu a vody a možná i k výrobě jídla pro posádku.
Vědci z univerzity ve Stuttgartu Ústav kosmických systémů začala zkoumat možné vesmírné aplikace pro mikrořasy již v roce 2008. Do roku 2014 ve spojení s Německé středisko pro letectví a kosmonautiku (DLR) a soukromá letecká společnost Airbus začali vyvíjet fotobioreaktor (PBR), který využíval mikrořasyChlorella vulgarisjako jeho biologickou složku.
Buňky Chlorella vulgaris pod mikroskopem. Tyto mikrořasy mají na Zemi různé využití a mohou být součástí systémů podpory života na budoucích vesmírných cestách. Kredity: Institute of Space Systems (University of Stuttgart)
Tato mikrořasa má fotosyntetickou účinnost až desetkrát vyšší než u složitějších rostlin. Při použití ve vesmíru jako součást LSS by tyto drobné řasy mohly odstraňovat koncentrovaný oxid uhličitý z atmosféry kabiny a produkovat kyslík prostřednictvím fotosyntézy a možná dokonce vyrábět jídlo pro astronauty. Jak vysvětlila Gisela Detrell (jedna ze spoluřešitelek) v NASA tisková zpráva :
'Využití biologických systémů obecně nabývá na důležitosti pro mise s tím, jak se zvyšuje doba trvání a vzdálenost od Země.' Aby se dále snížila závislost na zásobování ze Země, mělo by být na palubě recyklováno co nejvíce zdrojů,
Zatímco odolnost řas vůči vesmírným podmínkám byla široce demonstrována na malých buněčných kulturách pěstovaných na Zemi, toto zkoumání bude prvním skutečným testem ve vesmíru. Za tímto účelem astronauti na palubě ISS zapnou hardware systému a nechají mikrořasy růst po dobu 180 dní.
To poskytne vyšetřovatelům na palubě ISS dostatek času, aby vyhodnotili, jak si fotobioreaktor vede ve vesmíru, zejména jak dobře budou řasy růst a zpracovávat oxid uhličitý. Mezitím budou výzkumníci analyzovat vzorky pěstované na Zemi pro srovnání, aby mohli změřit účinky mikrogravitace a kosmického záření na mikrořasy.
Fotobioreaktor a vědecký tým, který za ním stojí, z Ústavu kosmického výzkumu. Kredity: Institute of Space Systems (University of Stuttgart)
Tým Univerzity ve Stuttgartu je si jistý svým fotobioreaktorem, z velké části díky tomu, že se opírá o jeden z nejvíce studovaných a nejcharakterističtějších druhů řas na světě. Kromě aplikací pro čištění odpadních vod a biopaliva,ChlorellaPoužívá se také v krmivech pro zvířata, v akvakultuře, v doplňcích výživy a jako biohnojivo.
Vědecký tým a NASA ji proto vidí jako potenciální zdroj potravy pro astronauty. Jak uvedl Harald Helisch, biotechnolog z Ústavu vesmírných systémů a spoluřešitel projektu, řekl :
'Chlorellabiomasa je běžným doplňkem stravy a může přispět k vyvážené stravě díky vysokému obsahu bílkovin, nenasycených mastných kyselin a různých vitamínů včetně B12… pokud máte rádi sushi, zamilujete si ho.“
V tomto ohledu by mohl fotobioreaktor fungovat jako výrobce doplňků výživy. V podstatě stejným způsobem, jako lidé přidávají sušenou řasu do jídla pro přidanou výživu, sušené vločkyChlorellamohly být přidány do jídel astronautů, aby je posílily. Současně budou kultury rostoucích řas filtrovat vodu a vzduch lodi, aby pomohly udržet posádku.
Obrázek komory fotobioreaktoru, kde bude kultivována biologická složka LSS. Kredity: Institute of Space Systems (University of Stuttgart)
Dlouhodobým cílem tohoto výzkumu je především usnadnit dlouhodobé vesmírné mise. Ať už se jedná o mise s posádkou na měsíční povrch, mise s posádkou na Mars nebo na jiná vzdálená místa ve Sluneční soustavě, největší problémy zahrnují hledání způsobů, jak snížit celkovou hmotnost vesmírných systémů (za účelem snížení nákladů) a závislost na zásobování. misí. Johannes Martin, jeden ze spoluřešitelů, dej to takhle :
„Abychom toho dosáhli, budoucí oblasti zájmu zahrnují následné zpracování řas na jedlé potraviny a rozšíření systému tak, aby zásoboval jednoho astronauta kyslíkem. Budeme také pracovat na propojení s dalšími subsystémy LSS, jako je systém čištění odpadních vod, a přenos a adaptace technologie na gravitační systém, jako je lunární základna.
Při pohledu do budoucnosti je jasné, že řešení pro život mimo svět budou pravděpodobně zahrnovat mechanické i biologické systémy. Spojením organického a syntetického máme větší šanci vytvořit systémy, které mohou zajistit udržitelnost a soběstačnost v dlouhodobém horizontu.
Další čtení: NASA