Astronaut tisse og gær kunne revolutionere vores fremtid i rummet

For at menneskeheden skal blive en multanetarisk art, skal vi blive meget gode til at reducere vores forbrug, genbrug af materialer og genbrug af vores affald. Disse tre regler kan være svære at opnå på Jorden, men forestil dig at prøve at leve efter dem i dybt rum, isoleret inde i et rumskib i måneder eller måske år. Pludselig reducere, genbrug og genbrug er ikke en mulighed, det er nødvendigt for at overleve.

I øjeblikket, astronauter og kosmonauter ombord på den internationale rumstation bruger teknologier, der genbruger urin til renset drikkevand, men det er bare en dråbe i spanden. Ifølge ny forskning præsenteret på det 254. nationale møde og udstilling af American Chemical Society (ACS) den 22. august, urin er så meget mere.

"Hvis astronauter skal foretage rejser, der strækker sig over flere år, vi bliver nødt til at finde en måde at genbruge og genbruge alt, hvad de har med sig, "sagde Mark A. Blenner, i den medfølgende udgivelse. Blenner er adjunkt i kemisk og biomolekylær teknik ved Clemson University. "Atomøkonomien bliver virkelig vigtig, "tilføjer han.

Blenners forskning fokuserer på muligheden for at bruge mikroorganismer til at omdanne kemikalier i urin og kuldioxid i udåndet åndedrag til brugbare råvarer, som plastik. Med andre ord, de kemikalier, tisse indeholder, ville ikke bare blive kasseret som giftige biprodukter i vandrensningssystemer (som de er på ISS), de kunne blive en uvurderlig ressource til at fremstille værktøjer og til at fremstille kosttilskud, der er afgørende for menneskelig overlevelse.

Ingen interplanetære hardware butikker

På jorden, det er svært at forestille sig ikke bare at gå til isenkræmmeren for at købe en udskiftningsdel til et ødelagt stykke maskineri eller beskadiget værktøj. Knækket skruenøgle? Intet problem! En afløser venter på dig på vejen. Men bryde en skruenøgle under transport til Mars? Godt, det er en stor problem. Den nærmeste isenkræmmer er millioner af miles væk, og du skal virkelig stramme den bolt på luftlåsen ...

Det er her, Blenners forskning kommer ind. Under deres rejse, astronauter vil producere affald. Men for at gøre rumfartøjets "atomøkonomi" så effektiv som muligt, al urinen opsamles og omdannes til vand og andre råvarer. Og nøglen til at gøre dette til en mulighed synes at være gær - de samme ting, der gærer sukker til alkohol. Men denne gær bruges ikke til at producere øl, denne mikrobe - kaldet Yarrowia lipolytica - kan genetisk modificeres til at blive den essentielle rygrad til en sund og dygtig menneskelig tilstedeværelse i rummet.

"At have et biologisk system, som astronauter kan vågne fra en hvilende tilstand for at begynde at producere det, de har brug for, når de har brug for det, er motivationen for vores projekt, " han sagde.

Y. lipolytica kræver kulstof og nitrogen for at metabolisere og vokse. Disse elementer kan hentes fra ubehandlet astronauturin, som indeholder urinstof (et molekyle rig på nitrogen), og astronauternes udåndede ånde, som indeholder kuldioxid, der kan levere kulstoffet. Kulstoffet kan også udvindes fra det rigelige CO2 i Mars -atmosfæren.

Efter at have eksperimenteret med forskellige stammer, det fandt forskerne ud af Y. lipolytica kan producere monomerer som et biprodukt, der kan omdannes til polyesterpolymerer. Denne polyester kan derefter føres til 3D-printere, for eksempel, at fremstille en række plastværktøjer. Pludselig at have en isenkræmmer i nærheden er ikke så meget et problem.

En anden stamme af Y. lipolytica producerer omega-3 fedtsyrer, som rumrejsende med lang varighed skal understøtte hjerte, øje og hjerne sundhed, sagde Blenner og hans team. Dette er en vigtig detalje; omega-3 har en meget kort holdbarhed, og forsyninger, der er bragt fra Jorden ombord på et rumskib, bliver hurtigt ubrugelige, så det er vigtigt at finde måder at producere dette supplement på i rummet.

For nu, mængderne af biprodukter produceret af Y. lipolytica er begrænset, men Blenners team arbejder på at optimere produktionen af ​​polymerer og fedtsyrer, så de kan bruges som en rigelig ressource til vores udforskning af solsystemet.

Så, næste gang du skyller toilettet efter at have taget en tisse, overvej de råvarer, du skyller væk. På Mars, at urin sandsynligvis ville være mere værdifuld end guld.

På trods af hvad du måske har fået til at tro, urin er ikke steril, så nix den idé at tisse på et sår, hva '?