Учёные из Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН разработали новую технологию переработки рыбных отходов. С её помощью можно приготовить питательный раствор для растений.
Эта технология станет одним из звеньев будущей замкнутой системы жизнеобеспечения людей в космосе, уточняют исследователи.
Разработанная ими система под названием БИОС-3 является прообразом лунной или марсианской базы. В основе её работы лежит согласованный по химическим элементам экологический круговорот высокой степени замкнутости.
Суть заключается в том, что в результате жизнедеятельности растений, которые выращивают на минерализованных выделениях человека и других органических отходах, производится пища, восстанавливаются кислород и питьевая вода. Подобные автономные замкнутые экосистемы должны сделать планетарные базы менее зависимыми от поставок продовольствия и, следовательно, более дешёвыми в использовании.
Очевидно, что долговременная жизнь будущих поселений на Луне и Красной планете будет невозможна без животной пищи. Рыба является перспективным кандидатом на включение в биорегенеративную систему жизнеобеспечения, поскольку богата качественным белком и незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами (омега-3 и омега-6).
Однако с появлением в рационе экипажа такой пищи возникнет и новый тип органических отходов – рыбья чешуя, кости и внутренности.
Учёные Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН разработали технологию переработки рыбных отходов в добавку для питательного раствора, который можно использовать для выращивания пшеницы. Для этого в процессе "мокрого сжигания" органический материал окисляли в водном растворе перекиси водорода в переменном электрическом поле. В результате органика превращалась в неорганические соли.
Такая технология поможет будущим колонизаторам 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 костистая рыба и, что немаловажно, пресноводная. В биологической системе жизнеобеспечения пресную воду можно легко получить при транспирации растений и конденсации водяного пара.
В ходе экспериментов авторы работы обнаружили, что в присутствии минерализованных отходов жизнедеятельности человека переработка рыбных отходов более эффективна, чем при их прямом окислении. Возникающий при этом небольшой осадок можно повторно переработать в среде перекиси водорода и азотной кислоты и таким образом перевести оставшиеся нерастворимые минеральные элементы в доступную форму для питания растений.
"Мы показали, что пшеница, выращенная на питательном растворе, который приготовлен из минерализованных рыбных отходов и отходов жизнедеятельности человека, давала более высокий урожай по сравнению с тем, что был получен при использовании только минерализованных выделений человека. Кроме того, рыбные отходы стали источником дополнительных минеральных элементов для пшеницы", – рассказал заведующий лабораторией управления биосинтезом фототрофов Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН профессор, доктор биологических наук Александр Тихомиров.
В дальнейшем красноярские биофизики предполагают включить в процесс минерализации другие типы отходов, например, бытовые – упаковочные и санитарно-гигиенические материалы.
Научная статья по итогам исследования опубликована в журнале Life Sciences in Space Research.
Напомним, что ранее учёные экспериментально подтвердили возможность создания на Красной планете плантаций картофеля и доказали, что дождевые черви могут эффективно удобрять марсианский грунт. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как сельскохозяйственные технологии для космических экспедиций помогут накормить человечество.
