אסטרונאוטים יכולים לאכול מזון עשוי לחפור בעתיד, אומר המחקר

גם כאשר בני האדם נוסעים מעבר לכדור הארץ ומסתכלים על מאדים ומעבר לו, המציאות הלא-נוחה של הביולוגיה האנושית תבוא איתנו. חלוצים עתידיים ימשיכו לטוות את אותו כלי שיטפון לא מושלם, שבני האדם טסו במשך אלפי שנים: גוף האדם. ואם לא נחפש דרך להריץ את המוח והלב בסוללות, בני האדם תמיד יצטרכו לאכול ולשתות ולשתין ולהשתין.

למרבה המזל, חוקרים היו קשה בעבודה מנסה להבין איך להתאים את הדרישות הביולוגיות pesky של בני אדם, תוך שמירה על הטיסה החלל יעיל ככל האפשר. לשם כך, אסטרוביולוגים באוניברסיטת פן סטייט פיתחו שיטה לטיפול בפסולת אדם עם חיידקים כדי לייצר מוצר אכיל.

"זה קצת מוזר, אבל הרעיון יהיה קצת כמו Marmite או Vegemite שבו אתה אוכל כתם של" goo microbial ", אמר בית כריסטופר, Ph.D., פרופסור למדעי הגיא וכותב על המחבר מאמר, בהצהרה. הוא ושותפיו למחקר פרסמו את ממצאי המחקר בגיליון נובמבר 2017 של כתב העת מדעי החיים בחקר החלל.

אחד האתגרים העיקריים במשימות החלל, ובמיוחד המסעות הארוכים יותר למאדים ומעבר לו, הוא שמירה על האספקה ​​של האסטרונאוטים, מבלי לדחוס את כל כלי השיט בקופסאות של מזון וקנקני מים. גם מערכות לגדל ירקות ייקח הרבה מקום, אנרגיה, מים. ופעם האסטרונאוטים אכלו ושכרו את הציוד שלהם, הם יצטרכו לאחסן את הפסולת שלהם.

זו הסיבה שהבית, יחד עם ליסה שטיינברג, דוקטורט ורייצ'ל קרוניאק במרכז לחקר האסטרוביולוגיה של מדינת פן, הציגו מערכת שפותרת את שתי הבעיות הללו בו-זמנית, באמצעות שני שלבים של טיפול בפסולת בקטריאלית כדי לייצר מזין גו זה גבוה בחלבון ושומן. החוקרים טוענים כי חומר זה יכול להיות נאכל ישירות על ידי אסטרונאוטים או מוזנים אורגניזם אחר, כגון דגים, שהם היו אוכלים מכן.

"ראינו ונבדק את הרעיון של טיפול בו זמנית בזבוז של אסטרונאוטים עם חיידקים תוך הפקת ביומסה כי הוא אכיל או ישירות או בעקיפין בהתאם לחששות בטיחות", אמר האוס.

כדי להשיג את זה חיידקים מיקרוביאלי, החוקרים הראשון רץ תערובת שפכים מלאכותית כי נפוץ בניסויים טיפול במים באמצעות מכשיר עיכול אנאירובי. זה חתיכת הציוד מכיל חיידקים לשבור את הפסולת ללא נוכחות חמצן, כמו אדם מעכל מזון.

"עיכול אנאירובי הוא משהו שאנו משתמשים בו לעיתים קרובות על פני כדור הארץ לטיפול בפסולת", הסביר האוס. "זו דרך יעילה לקבל טיפול המוני ו ממוחזר. מה שהיה חדש בעבודתנו היה להוציא את החומרים המזינים מהזרם הזה ולהכניס אותם בכוונה לכור מיקרוביאלי כדי לגדל מזון ".

החוקרים מצאו כי מתאן המיוצר במהלך עיכול אנאירובי יכול לשמש לגידול קפסולאטוס מתילוקוקוס, חיידק הניזון מתאן ויש לו ריכוז רצוי של שומן וחלבון, 36 אחוזים ו -52 אחוזים, בהתאמה. על ידי שמירה על ה- pH של תערובת גבוהה מאוד, הם אומרים כי חיידקים פתוגניים, כמו אי - קולי, לא יוכל לשרוד.

בעוד החוקרים לא ממש לשים את החנק האנושי להשתין לתוך המכשיר כדי לייצר את ג 'ו מזין, הם אומרים הניסוי הזה מוכיח את הרעיון שלהם. בנוסף, כל החלקים זמינים מסחרית כבר.

"כל רכיב הוא די חזק ומהיר ושובר פסולת במהירות," אמר בית בהצהרה. "לכן זה יכול להיות פוטנציאל לטיסה בחלל בעתיד. זה מהיר יותר מאשר לגדל עגבניות או תפוחי אדמה."

תקציר: משימות ארוכות טווח מאוישות לטווח ארוך יחייבו מיחזור יעיל של מים וחומרים מזינים כחלק ממערכת תמיכה בחיים. הטיפול בפסולת ביולוגית הוא פחות אינטנסיבי מאשר שיטות טיפול פיזיוכימי, אך טיפול מטאנוגני איאירובית נמנע במידה רבה בשל שיעורי טיפול איטיים ובעיות בטיחות בנוגע לייצור מתאן. עם זאת, מתאן נוצר במהלך התחדשות האווירה על ה- ISS. כאן אנו מציעים טיפול בפסולת באמצעות עיכול אנאירובי ואחריו צמיחה מתנוטרופית של קפסולאטוס מתילוקוקוס לייצר ביומסה עשירה בחלבונים ושומנים העשויים להיות נצרכים ישירות, או המשמשים לייצור מקורות מזון עתירי חלבונים אחרים כגון דגים. כדי להשיג טיפול מהיר יותר של פסולת מתנוגנית, בנינו ובדקנו כור קבוע, זורם דרך, אנאירובית לטיפול בשפכים. במהלך פעולה במצב יציב, הכור השיג 97% כימי חמצן דרישה (COD) הסרת שיעור עם שיעור הטעינה האורגנית של 1740 גרם d ^ -1 m ^ -3 ו זמן החזקת הידראולי של 12.25 ד. הכור נבדק גם בשלוש הזדמנויות על ידי האכלה כ. 500 גרם COD ב פחות מ 12 שעות, המייצג 50x קצב הזנה יומית, עם שיעורי הסרת COD החל 56-70%, הוכחת יכולתו של הכור להגיב לאירועים overfeeding. בעוד חוקרים את האחסון של שפכים הכור מטופלים ב pH של 12, אנחנו מבודדים זן של חלומות המסוגלת השפלה אצטט בתנאים pH גבוה. לאחר מכן בדקנו את התוכן התזונתי של alkaliphilic חלומות זן, כמו גם thermophile תרמוס אקוואטיקוס, כמו חלבון משלים ומקורות שומנים הגדלים בתנאים כי צריך למנוע פתוגנים. ה מ. קפסולאטוס ביומסה כללה 52% חלבון ו 36% שומנים, ח ביומסה כללה 15% חלבון ו 7% שומנים, ו * Thermus aquaticus ביומסה כללה 61% חלבון ו 16% שומנים. עבודה זו ממחישה את הכדאיות של טיפול בזבוז מהיר בתכנון כור קומפקטי, ומציעה למיחזור חומרים מזינים בחזרה למזון באמצעות צמיחה מיקרוביאלית הטרוטרופית (כולל מתנוטרופית, אצטופרופית ותרמופילית).