Люди во время длительного пребывания в космосе не могут себе позволить просто смыть собственные отходы, как, например, в поезде или самолёте. Вместо этого мусор и фекалии запечатываются в специальные контейнеры, после чего помещаются в специальную капсулу, которая сгорает при входе в атмосферу Земли.

Однако учёные из университета Флориды в очередной раз напомнили, что любому ресурсу в космосе, даже человеческим отходам, можно найти полезное применение.

Они разработали и представили инновационный процесс, который позволит преобразовывать экскременты и мусор в ракетное топливо и тем самым значительно удешевить космические миссии будущего.

Исследование было проведено в рамках проекта NASA по подготовке к строительству лунной базы, конструирование и обустройство которой представители космического агентства США планируют закончить уже к 2024 году.

Инженеры стремились максимально облегчить конструкцию космических кораблей, которые будут доставлять астронавтов с Земли на Луну и обратно. Перевозка контейнеров с отходами или закапывание фекалий и мусора под поверхностью спутника были исключены сразу же, и потому учёные поняли, необходимо создавать оптимальный способ утилизации отходов.

Ведущий автор исследования Пратап Пулламманаппаллил (Pratap Pullammanappallil) получил от NASA образцы химически синтезированных составов, имитирующих пищевые отходы, одноразовые полотенца и прочие обычные составляющих сжигаемых капсул. Вместе со своими коллегами Пулламманаппаллил решил провести эксперимент, чтобы выяснить, сколько метана можно выделить из имеющегося материала и как быстро это можно сделать.

Учёные использовали процесс анаэробного биоферментирования, при котором микроорганизмы разрушают органический материал и убивают патогены в отсутствие кислорода, выдавая после смесь метана и диоксида углерода. Они обнаружили, что таким образом можно получать эквивалент 290 литров метана на одного человека в день в течение недели.

«Мы стремились выяснить, сколько метана можно получить из отходов человеческой жизнедеятельности, пищевой упаковки и остатков еды. Идея заключалась в том, чтобы понять, можем ли мы произвести достаточное количество топлива, чтобы запускать ракеты и не транспортировать отходы обратно на Землю. Полученный таким образом метан может быть использован в качестве топлива для ракет. И его количества вполне достаточно, чтобы запустить космический корабль с Луны обратно на Землю», — рассказывает Пулламманаппаллил в пресс-релизе.

Более того, отработанный учёными из Флориды процесс может быть использован для производства непитьевой воды из отходов, которую затем можно разделить на водород и кислород при помощи электролиза. Кислород может быть использован для обеспечения дыхания внутри корабля или лунной базы, а выдыхаемый углекислый газ и водород — для производства дополнительного метана.

О своих выводах Пулламманаппаллил и его коллеги рассказали в статье, опубликованной в журнале Advances in Space Research.