Караси помогут космонавтам в освоении Марса и других далёких планет

Учёные Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН разработали технологию, которая станет одним из звеньев будущей замкнутой системы жизнеобеспечения человека в космосе.

Замкнутая система жизнеобеспечения БИОС-3 является прообразом лунной или марсианской базы. В основе её работы лежит согласованный по химическим элементам экологический круговорот высокой степени замкнутости.

В результате жизнедеятельности растений, выращиваемых на минерализованных выделениях человека и других органических отходах, производится пища, восстанавливаются кислород и питьевая вода.

Автономные замкнутые экосистемы должны сделать планетарные базы менее зависимыми от поставок продовольствия и, следовательно, более дешёвыми в использовании.

Долговременная жизнь внеземного планетарного поселения будет невозможна без производства животной пищи для людей. И рыба является перспективным кандидатом на включение в биорегенеративную систему жизнеобеспечения (СЖО) из-за качественного белка и высокого содержания незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (омега-3 и омега-6).

Однако появление в рационе экипажа рыбной пищи повлечёт за собой новый тип органических отходов - чешую, кости, внутренности.

Учёные красноярского Института биофизики разработали технологию переработки рыбных отходов, как добавки в питательный раствор, который можно использовать для выращивания пшеницы.

Для этого в процессе так называемого "мокрого сжигания" органический материал окисляли в водном растворе перекиси водорода в переменном электрическом поле. В результате органика превращалась в неорганические соли.

Учёные ожидают, что, используя этот метод, космическая команда сможет полностью утилизировать рыбные отходы и использовать их для выращивания овощей и других продуктов питания.

В качестве опытного образца в работе использовали отходы карася. Это всеядная пресноводная костистая рыба, не проявляющая особенных предпочтений в среде обитания. Она, в отличие от морских видов, не нуждается в большом содержании солей в воде.

Важно, что в биологической СЖО пресная вода может быть легко получена путём транспирации растений и конденсации водяного пара. Исследователи обнаружили, что в присутствии минерализованных отходов жизнедеятельности человека переработка рыбных отходов более эффективна, чем при их прямом окислении.

Повторная переработка возникающего при этом небольшого осадка в среде перекиси водорода и азотной кислоты позволила перевести оставшиеся нерастворимые минеральные элементы в доступную форму для питания растений.

- Мы показали, что растения пшеницы, выращенные на питательном растворе, приготовленном из минерализованных рыбных отходов и отходов жизнедеятельности человека, давали более высокий урожай, по сравнению с урожаем, полученным при использовании только минерализованных выделений человека. Кроме того, рыбные отходы стали источником дополнительных минеральных элементов для пшеницы, - говорит доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией управления биосинтезом фототрофов института Александр Тихомиров.

В дальнейшем красноярские биофизики предполагают включить в процесс минерализации другие типы отходов, например, бытовые - упаковочные и санитарно-гигиенические материалы.

Разработка физико-химического метода окисления отходов жизнедеятельности человека и растений с последующим их вовлечением в круговоротный процесс применительно к замкнутым экосистемам поддержана грантом Российского научного фонда.

Долгосрочные исследования по разработке замкнутой системы жизнеобеспечения нового типа, в частности работы по минерализации рыбных отходов и их использованию для питательного раствора, выполняются в рамках государственного задания по программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы.

Екатерина БУРЧЕВСКАЯ,

специалист по связям с общественностью Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской Академии наук.

Красноярск.

На снимках:

Рыбные отходы (слева) перед переработкой в реакторе мокрого сжигания (справа).