Предложено использовать микроводоросли для питания астронавтов на Луне

Новости МирТесен

Специалисты разработали опытные образцы биореакторов, предназначенных для одновременного производства кислорода и продуктов питания непосредственно на поверхности Луны. При этом планируется использовать в качестве источника пищи микроскопические водоросли, распространенные в различных водоемах по всему миру, хотя их вкус может показаться необычным, но они обладают высокой питательной ценностью.

Согласно новой американской лунной программе «Артемида», первая высадка людей на Луну после миссий «Аполлон» запланирована на 2027 год, а в следующем десятилетии ожидается возможность переходитьобеспечения длительного пребывания астронавтов на Луне. Они смогут находиться на будущей лунной базе в течение продолжительных периодов времени, аналогичных тем, что проводятся сейчас на Международной космической станции.

Реализация столь амбициозного проекта закономерно вызывает вопросы о логистике: в настоящее время для поддержания жизнедеятельности экипажа Международной космической станции требуется доставка грузов примерно каждые два-три месяца, включая продукты питания, кислородные баллоны и другие необходимые ресурсы. Организация аналогичной системы снабжения лунной базы потребует значительно больших затрат от космических держав. Кроме того, существует вероятность неудачи при посадке грузового корабля и потери ценного груза.

Поэтому космические инженеры во всем мире стремятся обеспечить хотя бы частичную независимость будущих лунных миссий в вопросах жизнеобеспечения. Один из вариантов решения этой задачи был недавно описали специалисты из Мюнхенского технического университета (Германия) в статье для издания Acta Astronautica. Согласно концепции, на поверхности Луны планируется создать биореактор, который будет обеспечивать экипаж кислородом и продуктами питания одновременно. В качестве сырья для производства обоих ресурсов рассматривают хлореллу обыкновенную (Chlorella vulgaris) – микроскопическую водоросль, широко распространенную в пресных водах.

Этот вид привлекает внимание ученых по ряду причин. Например, он обладает способностью извлекать тяжелые металлы и другие загрязнители, что делает его полезным для очистки сточных вод. Однако несколько десятилетий назад было установлено, что примерно половина сухого веса водоросли приходится на белок. С тех пор Chlorella vulgaris рассматривается как потенциальный источник питания.

Для проверки работоспособности эти водоросли поместили в лунные биореакторы двух различных типов. В первом случае вода, содержащая водоросли, находится в вертикальных стеклянных трубках, во втором — в плоском прямоугольном резервуаре. В обоих вариантах углекислый газ подается снизу. Для освещения используются как солнечный свет, так и светодиодное освещение.

По словам ученых, плоский биореактор, напоминающий «аквариум», продемонстрировал значительно более высокую эффективность. В нем наблюдалось ускорение роста водорослей благодаря формированию вихревых потоков воды и оптимизированному освещению. В целом, предложенный подход оказался успешным в обоих протестированных вариантах.

Разработчиков ждал более сложный вопрос: как воплотить эту идею в реальности на Луне? Создаваемые прототипы позволяют производить лишь несколько граммов биомассы в день, в то время как для питания одного астронавта, помимо другого питания, потребуется минимум 200 граммов. Для достижения такого объема производства потребуется установка, сравнимо с аквариумом, объемом в сотни или даже тысячи литров.

Водный ресурс является наименее сложной задачей в данном контексте: лунные полярные регионы содержат значительные запасы водяного льда. Гораздо больший вызов представляет собой создание самой конструкции биореактора. Доставка подобного оборудования с Земли, даже в разобранном виде, признается нецелесообразной.

Единственный возможный вариант — возведение конструкции на Луне с использованием местных ресурсов. Это предполагает, в частности, создание технологии выплавки стекла из лунного грунта (реголита) и извлечения из него металлов, что фактически равносильно организации промышленного производства на естественном спутнике Земли.