На борту Международной космической станции астронавты используют одну и ту же одежду в течение нескольких дней, а нижнее белье – до недели. Поскольку стирка на МКС невозможна, грязные вещи упаковывают в пакеты и отправляют на утилизацию вместе с остальным мусором. Такой метод приемлем для недолгих орбитальных миссий, однако для пилотируемых полетов к Марсу он непригоден. Специалисты из США предложили неожиданное решение этой бытовой проблемы. Они разработали способ, который может заменить традиционную стирку на Луне или Марсе, где вода и расходные материалы будут представлять собой ценный ресурс.
В настоящее время космонавты на Международной космической станции не имеют возможности стирать одежду. Использованные вещи отправляются вместе с отходами отправляют на утилизацию в грузовых кораблях, которые сгорают в атмосфере Земли. Для Международной космической станции такой подход избавления от грязной одежды вполне приемлем, потому что есть возможность регулярного снабжения: астронавтам доставляют новую одежду вместе с другим грузом.
Если человечество планирует колонизацию Марса, ученым необходимо найти решение этой повседневной задачи. Продолжительность самой миссии займет годы. После запуска ракеты обратного пути не будет, а также не стоит ожидать последующих поставок грузов, по крайней мере, на начальном этапе. Вода станет одним из наиболее востребованных ресурсов, и ее необходимо будет максимально экономно расходовать. Говоря проще, космонавтам придется каким-то образом решать вопрос с грязной одеждой уже на Марсе.
Два американских инженера Гейб Сюй (Gabe Xu) из Университета Алабамы в Хантсвилле и Челси Кассилли ( Chelsi Cassilly) инженеры из Центра космических полетов имени Маршалла, вероятно, нашли выход из сложившейся ситуации. Они создали устройство, похожее на «пистолет для стирки», использующее холодную плазму – поток ионизированного газа, который ликвидирует бактерии и споры на ткани без применения воды и моющих средств. Сюй и Кассилли представили свою разработку 21 мая на Конференции по астробиологии в Висконсине.
Внутри устройства формируется смесь, состоящая из гелия, воздуха и водяного пара, через которую подаётся сильный электрический разряд. Это приводит к образованию ионов кислорода, которые проникают в структуру ткани, воздействуя на микроорганизмы. Воздействие вызывает окислительный стресс, повреждающий их клетки.
Этот метод обладает значительным преимуществом по сравнению с другими способами дезинфекции, такими как ультрафиолетовое облучение. Известно, что некоторые микроорганизмы обладают устойчивостью к ультрафиолету, однако микроорганизмы, полностью невосприимчивые к окислительному стрессу, на данный момент не выявлены.
В рамках исследования была проведена серия тестов. Образец хлопковой ткани, содержавший около 250 тысяч споровых колоний на миллилитр, подвергся воздействию плазменной струи. В результате обработки количество колоний уменьшилось приблизительно до 60 тысяч на миллилитр.
Инженеры утверждают, что данная технология не оказывает негативного воздействия на структуру материала и признана безопасной для людей. Отличие холодной плазмы от «горячей» заключается в том, что она не нагревает газ до очень высоких температур и способна функционировать при комнатной температуре или незначительно выше. По словам исследователей, интенсивность плазменной струи настолько низкая, что человек может спокойно опустить в неё руку.
Несмотря на перспективность, технология пока не готова для использования в домашних условиях. Текущая версия устройства способна очистить лишь небольшую область ткани, не превышающую сантиметра шириной, что не позволяет использовать ее для полноценной стирки. Сюй и Кассилли в настоящее время разрабатывают две более применимые модели.
Первая модель представляет собой плазменную стиральную машину. В камеру помещают одежду, после чего на ткань направляют поток холодной плазмы для очистки. Вторая модель – это устройство, объединяющее плазменную струю и вакуумную систему для обработки различных поверхностей.
Ученые полагают, что их разработка может внести существенный вклад в создание постоянных лунных и марсианских поселений. Астронавтам, отправляющимся в далекие космические путешествия, потребуется не только оборудование, обеспечивающее жизнеобеспечение, но и привычные удобства. Использование мягкой мебели, тканевых покрытий и других предметов домашнего обихода станет затруднительным без эффективной системы очистки.