Биофизики Красноярского научного центра СО РАН разработали способ утилизации бытовых отходов в условиях космоса. Сейчас их просто сбрасывают для сгораниях в верхних слоях атмосферы, но этот способ не подойдет во время полетов к другим планетам.
Ученые долгое время бьются над проблемой переработки бытового мусора на орбите. Были попытки использовать для этого бактерии, но они справлялись слишком медленно. Чтобы совершать длительные перелеты в космическом пространстве, нужно было найти иной способ.
Красноярские биофизики предложили свой метод – эффективный, безопасный и быстрый.
Он не требует больших затрат энергии, а переработанные вещества можно использовать в качестве удобрений для растений.
Замкнутую систему жизнеобеспечения назвали БИОС-3. В ее основе лежат растения, дающие космонавтам пищу, воду и кислород. Отходы сначала перерабатывают методом «мокрого сжигания», после чего используют как субстрат. Для этого измельченные отходы смешивают с перекисью водорода, а затем отправляют в реактор, где активируют переменным током, запускающим реакцию окисления.
Раньше в систему загружали только продукты жизнедеятельности человека и несъедобные остатки рыб и растений. Красноярские ученые расширили ее возможности, добавив к перечисленному мусору вату, марлю и целлюлозно-хлопковые полотенца.
При этом пришлось усовершенствовать и способ переработки – метод на основе чистой перекиси водорода оказался недостаточно эффективен.
Ученые думали над тремя вариантами смеси. В первом случае к перекиси добавляли азотную кислоту, во втором – фосфорную кислоту, в третьем – урину человека.
Третий вариант оказался самым эффективным: урина содержит мочевину, позволяющую легко расщепить целлюлозу, и ее легче всего получить. А процесс сжигания смеси занимал меньше суток, рассказали в пресс-службе ФИЦ КНЦ СО РАН.
«Главная проблема была в том, что в бытовые отходы входят хлопчатобумажные вещи, где много целлюлозы, которая плохо сгорает при химической обработке. При добавлении урины в реакторе с переменным током сгорало наибольшее количество целлюлозы за меньшее время, и при этом не требовалось никаких дополнительных химических реактивов», — рассказал кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Сергей Трифонов.
Первоначально новым способом предполагалось перерабатывать бытовой мусор отдельно от твердых биологических отходов, но эксперименты показали, что перерабатывать их вместе даже эффективнее. Дальнейшие разработки продолжатся именно в этом направлении.
«Мокрое сжигание» позволяет компенсировать утечку из системы кислорода, водорода и углекислого газа. А токсичные газы устраняются системой каталитической очистки в установке жизнеобеспечения. Все это делает метод безопасным.
Сейчас ученые уверены, что их разработка будет востребована в миссиях по освоению дальнего космоса и колонизации других планет.