Способ утилизировать бытовые отходы в космосе нашли красноярские ученые
Ученые Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН разработали безопасный метод утилизации санитарно-бытовых отходов в космических условиях. Продукты переработки будут включаться в работу системы жизнеобеспечения космонавтов.
Проблема утилизации мусора актуальна не только на Земле, но и в космосе. Сейчас космонавты упаковывают бытовые отходы в герметичный контейнер, который после сброса сгорает в верхних слоях атмосферы. Такой способ не подходит для продолжительных космических полетов — например, к Марсу. Чтобы путешествовать достаточно долго, нужно найти новый способ избавления от отходов, решили красноярские ученые.
Разработанный в Институте биофизики СО РАН физико-химический способ переработки отходов в космосе эффективен, безопасен, не требует больших временных и энергетических затрат. Все переработанные вещества впоследствии можно использовать как удобрения для растений в системе жизнеобеспечения космонавтов.
144438
Функционирование замкнутой системы жизнеобеспечения основано на растениях, которые предоставляют ее обитателям пищу, питьевую воду и кислород. Отходы жизнедеятельности экипажа перерабатываются методом «мокрого сжигания», а после используются как питательный субстрат для новых саженцев. Сначала отходы измельчаются и смешиваются с перекисью водорода. Спустя сутки смесь поступает в реактор «мокрого сжигания», где перекись активируется переменным электрическим током и запускает реакцию окисления.
Ранее в красноярской системе БИОС-3 перерабатывались только продукты жизнедеятельности человека, несъедобные растительные и рыбные остатки. Теперь ученые решили расширить возможности метода «мокрого сжигания» и утилизировать еще и санитарно-бытовой мусор — вату, марли и целлюлозно-хлопковые полотенца.
Раствор для утилизации готовился с добавлением урины человека, поскольку она содержит мочевину, позволяющую легко расщепить целлюлозу, и ее легче всего получить. Весь процесс сжигания смеси занимал менее суток.
«Мы искали то, что можно добавить в перекись и усилить эффект окисления, чтобы эту целлюлозу переработать, — объясняет старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Сергей Трифонов. — В итоге, самым лучшим вариантом оказалась смесь урины человека, перекиси водорода и бытовых отходов. В реакторе с переменным током сгорало наибольшее количество целлюлозы за меньшее время, и при этом не требовалось никаких дополнительных химических реактивов».
139941
Переработка санитарно-бытового мусора при помощи «мокрого сжигания» позволит компенсировать утечку из системы кислорода, водорода и углекислого газа. Также это откроет растениям доступ к минеральным элементам, содержащимся в отходах. При этом все токсичные газы, которые образуются при сжигании, устраняются системой каталитической очистки в установке жизнеобеспечения, что делает такой метод утилизации безопасным.
Ранее исследователи Красноярского научного центра СО РАН разработали технологию переработки рыбных отходов для приготовления питательного раствора при выращивании растений. Разработки красноярских ученых будут востребованы в миссиях по освоению дальнего космоса и колонизации других планет.
Результаты исследования опубликованы в журнале Life Sciences in Space Research.