Генетически модифицированные бактерии станут преобразовывать фекалии в биопластик для 3D-принтера, из которого прямо на месте можно будет изготавливать различные предметы.
Так выглядел туалет космического челнока. Исследователи предлагают превращать фекалии во время полетов к Марсу в биопластик, который будет использоваться в качестве «чернил» для 3D-принтера.
Проблематика правильного обращения с отходами жизнедеятельности космонавтов и астронавтов – вопрос далеко не тривиальный. А благодаря популярному ситкому «Теория Большого Взрыва», о ней узнала и широкая общественность: бортинженер Ховард Джоэл Воловиц, один из главных героев сериала, стал виновником неприятной и неловкой аварии туалета на Международной космической станции.
То, что происходит при поломке туалета в условиях невесомости, можно себе хорошо представить: его содержимое равномерно разлетается по всем объему жилого помещения на МКС. Правда, космические туалеты работаю сейчас по вакуумному принципу, благодаря чему экскременты просто засасываются внутрь устройства. Чтобы обеспечить достаточно низкое давление, впускное отверстие туалета здесь очень маленькое, по причине чего космонавтам необходима специальная подготовка и тренировки, чтобы правильно усаживаться и точно попадать в эту дырочку.
Прежние способы утилизации отходов жизнедеятельности
Для эффективной переработки экскременты уже внутри туалетной системы МКС с помощью вентилятора разделяются на жидкие и твердые отходы, после чего они раздельно закачиваются для утилизации в специальные резервуары. На борту МКС они установлены в капсуле «Прогресса», и там же утилизируются. Жидкие же отходы во время некоторых миссий, например, во время программы Apollo, просто выкачивались за борт.
Во время же продолжительных миссий, как то пилотируемые полеты на Марс, при которых длительное пребывание в космическом корабле неизбежно, проблема усиливается еще больше: на протяжении и примерно двух лет полета туда и обратно следует подумать о той большой массе экскрементов, которые нужно каким-то образом утилизировать.
Астропластик как возможное решение проблемы
Этот вызов приняла команда исследователей под руководством канадского биохимика Майи Арседдана-Панлилио (университет Калгари). Инновационная концепция ученых получила название «Астропластик». Причем в ней объединились две совершенно новые технологии, позволяющие решить сразу две проблемы за раз.
В частности, экскременты, производимые космонавтами, с помощью процессов, основанных на генной инженерии, предлагается превращать в пластическую субстанцию, с помощью которой на 3D-принтере, тоже находящемся на борту, можно будет печатать разные необходимые предметы. И это не только уменьшит проблему утилизации отходов жизнедеятельности, но и снизит вес необходимых грузов при старте с Земли.
Затратное производство
Разумеется, что все это пока находится в экспериментальной фазе. В опубликованном на сервере допечатных публикаций bioRxiv исследовании разработчики в первую очередь описали то, как они подсадили кишечной палочке (Escherichia coli) несколько генов микроорганизмов, превращающих жирные кислоты в биополимер – масляную полигидроксикислоту.
Для производства этой субстанции, которая уже появилась кое-где в продаже в виде биопластика, экскременты должны сбраживаться в резервуаре, прежде чем из них экстрагируется обогащенная жирной кислотой жидкость. Далее в этот «бульон» подсаживаются генетически модифицированные бактерии Escherichia coli, осаждающие масляную полигидроксикислоту. После этого биополимер отфильтровывается и высушивается в порошок, представляющий собой субстанцию, которая и будет использоваться в качестве исходного материала при печати в 3D-принтере разных необходимых в полете и исследованиях предметов.
О серьезности намерений ученых говорит и их заявление о том, что уже в июле 2018 года они собираются протестировать отдельные компоненты своей установки в состоянии невесомости, создаваемой в полетах по параболе.
Небольшая инструкция NASA по пользованию космическим туалетом.
Подписывайтесь на наш канал и вы узнаете о...
Ландшафты Харона получили названия, связанные с научной фантастикой
Ученые показали 3D-анимацию системы циклонов на северном полюсе Юпитера