Desítky let trvající úkol vybudovat pokojový uzavřený ekosystém
Na počátku dubna oslavil pilotní projekt MELiSSA při Barcelonské univerzitě deset let trvání demonstračního provozu technologií určených k recyklaci odpadu vznikajícího během kosmických misí a jeho proměnu na vzduch, vodu a jídlo.
S tím, jak se budou kosmonauti vydávat do vzdálenějších končin naší Sluneční soustavy, bude nezbytné co nejvíce snížit závislost na zásobách dodaných ze Země. ESA proto s partnery pracuje na vytvoření uzavřeného systému, který bude přetvářet oxid uhličitý, moč a organickou hmotu do podoby čistého vzduchu, vody a jídla – a to téměř donekonečna. Systém je označovaný jako MELiSSA.
Systém MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) je rozčleněný do množství různých modulů. Každý modul řeší jeden z aspektů přeměny nechtěných molekul do těch, které lidské tělo potřebuje k přežití.
Například na Zemi stromy, řasy nebo rostliny přeměňují vydechovaný oxid uhličitý na kyslík, který zpětně potřebujeme k dýchání. MELiSSA čerpá inspiraci z těchto typů přírodních procesů, mechanických filtrů a bioreaktorů plných bakterií nebo řas. Cílem je vyvinout systém schopný v průběhu kosmického letu dodat plnohodnotné jídlo, pitnou vodu a čistý vzduch.
Na pilotní farmě ve španělské Barceloně jsou vytvořené a testované moduly s cílem ověřit každý krok z této uzavřené smyčky. Jakmile jeden z prvků systému pracuje tak, jak je potřeba, může být zkombinovaný do dalšího kroku a předat molekuly kapalné, pevné nebo plynné podobě do další stanice.
„Na tomto systému pracujeme třicet let a každým rokem se dostáváme blíže a blíže,“ uvádí vedoucí projektu MELiSSA v ESA Christophe Lasseur. „V průběhu let jsme demonstrovali robustní a efektivní způsob přenosu oxidu uhličitého vznikajícího v kabině pro posádku do podoby kyslíku a poživatelné biomasy. Nyní jsme dosáhli zásadního průlomu také v transformaci odpadů obsahujících dusík na hnojivo pro rostliny a řasy.“
„V zásadě se snažíme duplikovat hlavně funkce zemského ekosystému. Ovšem bez mohutné atmosféry, oceánu a zásob půdy.“
Pilotní farma se rozkládá na ploše jen o něco větší než 200 metrů čtverečních, což je zhruba plocha dvou městských bytů.
Aby bylo možné prokázat funkčnost systému, je věnována velká péče zajištění podobné vzduchotěsnosti testovacího provozu jako v případě Mezinárodní kosmické stanice. A aby bylo zabráněno kontaminaci, byl objekt postavený na nejvyšší existující izolační úrovni.
Christophe Lasseur uvádí, že dalším krokem je zapojení velkých rostlin, práce na produkci potravin a využití oxidu uhličitého z organického odpadu. Mezitím projektový tým MELiSSA demonstroval využití prvků systému přímo ve vesmíru.
V prosinci 2017 fotobioreaktor ArtemISS na palubě Mezinárodní kosmické stanice potvrdil, že bioreaktor s řasami může vytvářet kyslík z oxidu uhličitého – a může být i vysoce odolný vůči radiaci. Experiment Nitrimel realizovaný na ruské družici zase demonstroval, že bakterie vystavené radiaci během kosmického letu fungují stejně dobře, jako na Zemi. To prokázalo správnost zvolené cesty.