Kosmiczne śmieci

Odpady ludzkie mogą mieć nowe zastosowanie: dostarczanie energii dla statku kosmicznego NASA podczas podróży z Księżyca na Ziemię. Dotychczas odpady były gromadzone i poddawane spaleniu. Co więcej, podobnie jak wiele innych rzeczy opracowanych dla programu kosmicznego,  proces może również być przeprowadzany na Ziemi. Twierdzi tak Pratap Pullammanappallil. Jest on adiunktem na Uniwersytecie Florydzkim i głównym koordynatorem badań.

Kosmiczne śmieci

Rys. 1 Wschód Ziemi widziany z Księżyca

„Opracowany system może być używany w dowolnym miejscu oraz odległości, w celu przekształcenia odpadów na paliwo,” powiedział Pullammanappallil.

W 2006 roku NASA zaczęło tworzyć plany budowy obiektu mieszkalnego na powierzchni Księżyca. Miałby on powstać pomiędzy 2019 i 2024 rokiem. Agencja chciała zmniejszyć w ten sposób ciężar statku kosmicznego i dostosować go do powrotu na Ziemię. Wcześniej odpady powstające podczas lotów kosmicznych nie były dalej używane. NASA przechowuje je w specjalnych pojemnikach. Zostają następnie załadowane do kosmicznych pojazdów ładunkowych, które ulegają spaleniu podczas wchodzenia w ziemską atmosferę. Dla przyszłych misji długoterminowych byłoby to jednak niepraktyczne. Po co powracać ze wszystkimi przechowywanymi odpadami z powrotem na Ziemię?

Pullammanappallil oraz Abhishek Dhoble przyjęli wyzwanie zoptymalizowania pojazdów kosmicznych pod względem zmniejszenia ładunku. „Staraliśmy się dowiedzieć, ile metanu może być wytwarzane z niezjedzonej żywności, jej opakowań i odpadów wytwarzanych przez ludzi. Chodziło o to, aby zobaczyć czy mogliśmy wytworzyć wystarczająco dużo paliwa do uruchomienia rakiet, aby nie transportować całego zapasu z Ziemi na podróż powrotną. Metan może być stosowany jako paliwo rakietowe. Ponadto okazało się, że tak wytworzony metan w zupełności wystarczy na powrót z Księżyca,” twierdzi Pullammanappallil.

NASA zaczęła dostarczać naukowcom z UF zapakowane fekalia, resztki żywności i zużyte opakowania, które wytworzono sztucznie na drodze reakcji chemicznych. Pullammanappallil i Dhoble (obecnie doktorant na Uniwersytecie Illinois) prowadzili później badania laboratoryjne. Chcieli dokładnie dowiedzieć się, jak dużo metanu może być wytworzone z odpadów oraz w jakim nastąpi to czasie.

Okazało się, że podczas procesu można wyprodukować 290 litrów metanu dziennie w przeliczeniu na jedną załogę. Wyniki tych badań doprowadziły do powstania procesu, który wykorzystuje beztlenową komorę fermentacyjną. Proces zabija patogeny z odchodów ludzkich i wytwarza biogaz – mieszaninę metanu i dwutlenku węgla.

Na Ziemi paliwo może być wykorzystywane do ogrzewania, uzyskiwania energii elektrycznej i transportu. Proces fermentacji wtórnej rozkłada materię organiczną ze wszystkich resztek. Dodatkowo będzie powstawać również około 200 litrów wody rocznie. Jest ona jednak niezdatna do picia. Jest to woda, która była związana w materii organicznej, a następnie została uwolniona po rozkładzie. Poprzez elektrolizę, woda może być rozłożona na wodór i tlen. Astronauci mogą to wykorzystać i oddychać tlenem w systemie zapasowym. Ponadto wydychany dwutlenek węgla z dodatkiem wodoru może być przekształcany w metan i wodę w czasie tego procesu. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Advances in Space Research[1].

  1. Abhishek S. Dhoble, Pratap C. Pullammanappallil. Design and operation of an anaerobic digester for waste management and fuel generation during long term lunar mission. Advances in Space Research, 2014; 54 (8): 1502 DOI:1016/j.asr.2014.06.029
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141125154622.htm

Opracowała: Kinga Cholewińska

Korekta: Karol Madejczyk

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*