Újrahasznosítás felsőfokon
(Rovat: Az űrállomás és kontinensünk, Új eszközök és anyagok , Emberes Mars-utazás? - 2014.08.17 08:15.)

Egy újabb lépést tehetnek a közeljövőben a Nemzetközi Űrállomáson egy zárt, önfenntartó rendszer kialakítása irányába.

A Nemzetközi Űrállomásra (ISS) évente akár nyolc automata teherűrhajó érkezik. Ezek kapacitásának nem elhanyagolható részét az űrhajósok életfenntartásához szükséges oxigén, víz és élelmiszer foglalja el. Az ISS-en általában egyszerre hatan dolgoznak. Az ilyen teherszállító űrjárművek megépítése, pályára állítása jelentős költséggel jár, kirakodásuk az űrhajósok értékes munkaidejét csökkenti. Hogyan lehetne ezen segíteni?

Attól még elég messze vagyunk, hogy az űrállomás teljesen önfenntartóvá váljon, vagyis egyáltalán ne szoruljon földi utánpótlásra. Pedig ez minden tervező álma, különösen ha hosszú távú, messzire vezető űrrepülésekről vagy egy idegen égitesten létesítendő kolóniáról van szó. Ez az álom akkor valósulna meg, ha az űrhajósok ellátását a melléktermékek – például a kilélegzett szén-dioxid, a keletkező szennyvíz – teljes újrahasznosításával meg tudnák oldani.

A gyakorlatban még egy félig-meddig zárt ökoszisztéma is nagy segítséget nyújtana, csökkentve a teherűrhajók rakományának tömegét, több helyet hagyva a kísérleti mintáknak és berendezéseknek. Az Európai Űrügynökség (ESA) több mint 25 éve folyó MELiSSA programjának a célja, hogy baktériumok, algák, növények, fizikai és kémiai eljárások alkalmazásával segítse elő a melléktermékek egyre hatékonyabb újrafelhasználását az emberes űrrepülések során. Hamarosan nem csak a Földön, de a világűrben is kipróbálják az eddig elért (rész)eredményeiket.

Az elsőként repülő berendezés egy bioreaktor lesz, amelyben mikroorganizmusok fény hatására a szén-dioxidból oxigént, élelmiszert állítanak elő. Ez elsőre nem hangzik túl bonyolultnak – ezt csinálják a fotoszintézis során a növények a Földön –, a technikai megvalósítás azonban eléggé összetett. Először is meg kell találni azt az alkalmas élő szervezetet, amely zárt tartályokban, űrbeli körülmények között képes ellátni a feladatot. Ahogy szaporodik, fejlődik, több helyre és változó megvilágításra lehet szükség, illetve meg kell találni a módját, hogy az űrhajósok számára értékes terméket kivonják a rendszerből, a miniatűr ökoszisztéma működésének megzavarása nélkül.

Egy Arthrospira baktérium, más néven Spirulina a mikroszkóp alatt. (Kép: ESA / NASA)

A MELiSSA programban biztató eredményeket értek el a Spirulina algákkal. Ez elkövetkező év során kísérletképpen az ISS-re is szállítanak majd belőlük, hogy megvizsgálják, hogyan reagálnak a súlytalanság körülményeire. Ezeket a gyorsan fejődő algákat évszázadok óta használják étkezési célra Dél-Amerikában és Afrikában. Így amellett, hogy a szén-dioxidot oxigénné alakítják át, fehérjében gazdag táplálékforrást is jelentenek az űrhajósok számára. A kísérletsorozat első lépéseként csak azt vizsgálják, hogy tűrik az algák a súlytalanságot. Utána egy űrhajós által kilégzett szén-dioxid mennyiségét szimulálva megvizsgálják, működőképes-e az oxigéntermelési elképzelés.

A Spirulina nem ismeretlen az űrhajósok számára: az ESA megbízásából készített űr-müzliszelet egyik fő hozzávalója. (A másik a C-vitaminban gazdag farkasbogyó.) (Kép: ESA)