Az űrhajósoknak táplálékra van szükségük hosszabb űrrepülések során. Egy lehetséges forrás? A vizeletük

Írta: Catherine Caruso

Nem kaphat friss lazacot az űrben, de az űrhajósok egy nap képesek megszerezni a halak által biztosított létfontosságú tápanyagokat - vizeletük és kilégzett levegőik újrahasznosításával.

A Clemson Egyetem vegyészmérnökei biomérnököt tesznek az élesztő használatára az emberi vizelet és a lélegzet felhasználásával az omega-3 zsírsavak, az embereknek a szív, a szem és az agy egészségéhez szükséges vitaminok előállításához, amelyek olyan halakban találhatók, mint a lazac. Ez még a kezdeti szakaszban van - és néhány jelentős akadályt meg kell szüntetni -, de a folyamat egyszer felhasználható lenne a hulladék egyidejű újrahasznosítására és az űrhajósok egészségének megőrzésére a többéves űrmissziókban. A kutatók eredményeiket kedden mutatják be az American Chemical Society éves ülésén.

Mark Blenner, a Clemson biomolekuláris mérnöke 2015-ben támogatást kapott a NASA-tól a Yarrowia lipolytica, a sütőélesztő unokatestvére kutatásához, amely alkalmas nagy mennyiségű zsírsav és lipid előállítására és tárolására.

"Szeretem azt mondani, hogy sokak olyanok, mint én, ezért túl sokat esznek, és ezt zsírként akarják későbbre tárolni" - mondta Blenner.

A NASA laboratóriumi patkánya: Mire taníthat minket Scott Kelly űrhajós űrben töltött éve

Az űrügynökség kereste a módját annak, hogy az űrhajósok több időt tölthessenek az űrben távoli küldetésekre. Blenner és csapata algákból és fitoplanktonból kölcsönzött géneket, apró tengeri organizmusokat, amelyek kiválóan mutatják ki az omega-3 előállítását. Beillesztették ezeket a géneket az élesztő DNS-be, és sikeresen módosították az élesztőt az emberi egészség szempontjából fontosabb omega-3-ok előállításához. Most az élesztővel bíbelődnek, hogy nagyobb, hasznosabb mennyiségű omega-3-at termeljenek.

Az omega-3 kiváltásához az élesztőhöz állandó nitrogén- és szénáramra van szükség, amelyek a Földön könnyen elérhetők, de űrrepülőgépen nehezen elérhetők. Ez Blennert és kollégáit kreatívabb gondolkodásra kényszerítette.

"Meg kell találnod, hogyan kezdheted el újból az összes újdonságot, amit magaddal hoztál más szükségletekhez?" ő mondta.

A válaszuk? Űrhajós hulladék. Pontosabban, a vizelet és a szén-dioxid minden lélegzetvételkor kilélegzett. Egy publikálásra benyújtott kéziratban a csapat kimutatta, hogy élesztőjük jobban nőtt az emberi vizeletből származó karbamidban, mint más nitrogénforrásokban, például ammóniumsóban.

Az élesztő egyszerű szénforrásának biztosítása nagyobb kihívást jelent, mivel az élesztő nem képes közvetlenül kivonni a szenet a szén-dioxidból. Jelenleg Blenner és csapata cianobaktériumokkal dolgozik, fotoszintetizáló baktériumokkal, amelyek szén-dioxidot széndioxiddá alakítják.

Vannak más kritikus részletek is, amelyeket ki kell dolgozni - Blennernek és kollégáinak még meg kell jósolniuk, hogyan fog viselkedni az élesztő az alacsony gravitációjú, nagy sugárzású űrben, amelyet az űrállomás körülményeinek megismétlésével tesztelnek. Azt is meg kell tenniük, hogy a rendszer elég könnyű legyen az űrbe küldéshez, és elég egyszerű legyen ahhoz, hogy az űrhajósok kijavítsák, ha valami nem stimmel.

Ha működik, a rendszer játékváltó lehet a hosszú távú űrutazáshoz. Ha a megközelítést ki lehetne terjeszteni az omega-3-on túl, az űrhajósoknak lehetőséget kínálhat saját vitaminok és gyógyszerek előállítására, amelyek némelyike gyorsan lebomlik, és nem tárolható többéves küldetésekre.

Mások a szakterület szerint azt mondják, hogy ez érdekes megközelítés egy nehéz probléma megoldásához.

"Az emberi hulladék űrben történő újrafeldolgozásának gondolata nagyon kritikus és nagyon fontos" - mondta Dongming Xie, a Massachusettsi Egyetem (Lowell) biokémiai mérnöke, aki nem vett részt a kutatásban. Xie hozzátette, hogy ahhoz, hogy évekig az űrben élhessen, az embereknek meg kell találniuk, hogyan lehet egy űrhajót „kis Földdé” alakítani egy fenntartható, zárt rendszer létrehozásával.

De Xie, aki hasonló folyamatban dolgozott ugyanazon élesztővel a DuPontnál, rámutatott arra is, hogy Blennernek és csapatának néhány akadályt el kell távolítania: Növelnie kell omega-3 kibocsátását, és meg kell dolgoznia a savakat, hogy emberi fogyasztásra alkalmasak legyenek . Az élesztő számára az oxigén növekedéséhez is szükség van - ami problematikus lehet egy űrmisszió során, amelyben az oxigén korlátozott.

Blenner és csapata azon dolgozik, hogy megoldja ezeket a problémákat, miközben módosítják a rendszert, hogy az helyet készen álljon.

Ha ez bekövetkezik, az űrhajósok a jövőben egészséges élesztőgolyós puskával tudnak az űrbe indulni.