En årti lang søgen efter at bygge et økosystem i et rum

I går fejrede MELiSSA-pilotanlægget ved universitetet i Barcelona 10 år brugt på at demonstrere de ideelle teknologier til at genbruge affald fra rummissioner til luften, vand og mad.

Mens astronauter udforsker længere ind i vores solsystem, der vil være behov for at reducere afhængigheden af ​​forsyninger fra Jorden. ESA arbejder sammen med partnere om at skabe et indesluttet system, der til sidst og kontinuerligt vil omdanne kuldioxid, urin og organisk materiale til frisk luft, vand og mad – næsten på ubestemt tid. Dette system er kendt som MELiSSA.

Forkortelse for Micro-Ecological Life Support System Alternative, MELiSSA er opdelt i en række forskellige moduler. Hvert modul tager fat på et aspekt af at konvertere uønskede molekyler til de mennesker, der har brug for for at overleve.

På jorden, for eksempel, træer, alger og planter omdanner alle kuldioxid fra vores udåndede ånde til den ilt, vi skal trække vejret. Melissa henter inspiration fra den slags naturlige processer, men undersøger også kemiske processer, mekaniske filtre og bioreaktorer fulde af bakterier eller mikroalger til at udvikle systemer, der er nødvendige for at levere et fuldt måltid, frisk drikkevand og ren luft i rummet.

På pilotanlægget i Barcelona, Spanien, moduler er bygget og testet for at validere hvert trin i den selvstændige sløjfe. Når et element fungerer efter behov, kan det kombineres til det næste trin, at føre molekyler gennem rør til den næste station som en væske, en solid, eller gas.

"Vi har arbejdet på det her i 30 år nu, og hvert år kommer vi lidt tættere på, " siger Christophe Lasseur, ESA's leder af Melissa-projektet. "Vi har gennem årene demonstreret en robust og effektiv måde at omdanne kuldioxid fra vores besætningsrum til ilt og spiselig biomasse. For nylig, vi gjorde også betydelige fremskridt med at omdanne nitrogenaffald til næringsstoffer til planter og alger.

"I bund og grund, vi forsøger at duplikere hovedfunktionerne i Jordens økosystem, uden den enorme atmosfære, hav- og jordbuffere."

Pilotanlægget dækker godt 200 kvadratmeter etageareal – omtrent det samme som to bylejligheder.

For at bevise, at systemet virker, der udvises stor omhu for at holde besætningens habitat lige så lufttæt som den internationale rumstation. For at undgå forurening, den er også bygget og drevet efter de højeste isolationsstandarder, der findes.

Christophe siger, at næste skridt er at inkorporere større anlæg, arbejde med fødevareproduktion og udnytte kuldioxid fra organisk affald. I mellemtiden MELiSSA-projektholdet har allerede demonstreret elementer af systemet i rummet.

I december 2017 ArtemISS fotobioreaktoren om bord på den internationale rumstation viste, at en mikroalgebioreaktor kan producere ilt fra kuldioxid, og være meget modstandsdygtig over for stråling. Nitrimel eksperimentet, på en russisk satellit, viste også, at bakterier udsat for stråling fra rumflyvning stadig fungerer lige så godt på Jorden, bevise sin levedygtighed.