Специалисты Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН достигли успешного прорыва, создав технологию преобразования рыбных отходов в ценный питательный раствор для растений. Эта инновация станет важной частью будущих полноценных замкнутых систем поддержания жизни людей во время долгих космических миссий.
Разработанная красноярскими учеными система жизнеобеспечения БИОС-3 позиционируется как базовый прототип для станций на Луне или Марсе. Ее работа базируется на принципах высокоэффективного замкнутого экологического обмена элементами. Растения, произрастающие на переработанных отходах человека и иной органике, генерируют пищу, обогащают воздух кислородом и дают чистую воду. Автономные экосистемы сделают базы на других планетах менее зависимыми от ресурсов Земли и более экономичными.
Животный белок в космосе: рыба как оптимальное решение
Длительное проживание за пределами Земли требует надежного источника животного белка для экипажа. Рыба представляет собой крайне перспективный компонент для биорегенеративных систем жизнеобеспечения (СЖО), обладая ценной протеиновой основой и важнейшими полиненасыщенными кислотами типа Омега. Однако включение рыбы в рацион экипажа неизбежно порождает новый поток органических отходов – кости, чешую и внутренности.
Новая технология переработки: "мокрое сжигание" рыбных отходов
Исследователи Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН предложили эффективную технологию утилизации рыбных отходов с превращением их в ценную добавку к питательному раствору для растений, например, пшеницы. Метод основан на инновационном "мокром сжигании": органику окисляли в растворе перекиси водорода под действием электрического поля. В результате все рыбные отходы трансформировались в раствор неорганических солей, пригодный для подпитки растений. Ученые уверены, что этот подход позволит экипажу полностью перерабатывать органические остатки рыбы, используя их для выращивания свежих овощей и злаков.
Эксперимент и превосходные результаты
В ходе испытаний использовались отходы от всеядного пресноводного карася – идеального кандидата для систем СЖО, требующих опресненной воды. Важно, что в такой биорегенеративной системе чистая вода легко производится растениями в процессе транспирации. Эксперимент выявил важную закономерность: при совместной переработке с минерализованными человеческими отходами эффективность переработки рыбных остатков значительно возрастает по сравнению с изолированной переработкой рыбы. Дополнительная малоотходная обработка незначительного осадка позволила извлечь все полезные элементы для питания растений.
Исследователи зафиксировали впечатляющие результаты: пшеница, подпитываемая раствором на основе комбинации минерализованных отходов человека и рыбных отходов, показала ощутимый рост урожайности по сравнению с использованием только переработанных продуктов жизнедеятельности человека. Рыбные остатки выступили превосходным источником дополнительных минеральных компонентов для растений пшеницы.
Перспективы замкнутых систем и финансовая поддержка
Красноярские ученые видят перспективу в расширении спектра перерабатываемых материалов, планируя включить в процесс различные бытовые отходы, включая упаковочные и гигиенические материалы. Эта значимая разработка методик окисления отходов с их последующей реинтеграцией в круговорот веществ получила поддержку Российского научного фонда. Долгосрочные фундаментальные изыскания по созданию инновационных замкнутых систем жизнеобеспечения, включая переработку рыбных отходов для питания растений, ведутся в рамках плана фундаментальных исследований академий наук РФ.
Иллюстрация: Рыбные отходы (слева) перед переработкой в реакторе мокрого сжигания (справа)/Фото Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
Источник: scientificrussia.ru
