В России разработали фотобиореактор для длительных космических экспедиций
Специалисты Курчатовского института разработали устройство, которое позволит поддерживать жизнь космонавтов во время длительных экспедиций и, возможно, даже при колонизации других планет. Речь идет о фотобиореакторе, предназначенном для выращивания фототрофных микроорганизмов. Ученые полагают, что он может стать частью системы жизнеобеспечения с замкнутым циклом.
Как отмечается в исследовании, опубликованном в журнале Nanobiotechnology Reports, одним из элементов автономной системы жизнеобеспечения может стать фотобиореактор. С его помощью авторы научной работы предложили выращивать одноклеточную микроводоросль Chlorella vulgaris, которая поглощает углекислый газ и производит кислород в процессе фотосинтеза эффективнее, чем высшие растения.
Все дело в том, что у последних в выработке кислорода участвуют только листья, в то время как Chlorella производит этот ценный ресурс каждой клеткой. Более того, биомасса водоросли представляет собой возобновляемый пищевой ресурс. Для ее выращивания в Курчатовском институте специально разработали тонкослойный трубчатый фотобиореактор с оптоволоконной системой освещения.
«Уникальная конструкция установки позволяет полностью освещать весь слой культуры, обеспечивая светом каждую клетку даже при высоких концентрациях биомассы на поздних стадиях роста. Кроме того, она обеспечивает интенсивное перемешивание, даже в условиях невесомости. Тем самым повышается скорость роста микроводоросли», — отметил Даниил Сухинов, лаборант-исследователь отдела прикладной биоэнергетики Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.
Помимо этого, новая установка является энергоэффективной: в качестве источника света в ней используются светодиоды красного и синего цвета, что соответствует спектру поглощения клеток Chlorella. Результаты исследования показали, что скорость роста микроводоросли в фотобиореакторе значительно превысила контрольный образец, а объем биомассы оказался выше в четыре раза.
«Человек в среднем потребляет 816 грамм кислорода в день. Таким образом, для обеспечения команды из восьми человек с помощью подобного фотобиореактора потребуется примерно 62 километра трубки и 35 километров оптоволокна. Как организовать такую установку в пространстве — это уже следующая, инженерная задача», — добавил Сухинов.
Специалисты Курчатовского института предложили испытать разработанную ими установку в большем масштабе и в условиях космического полета, например, на Международную космическую станцию.
Ранее ученые Балтийского государственного технического университета «Военмех» создали серию агрегатов для терморегулирования космических аппаратов. Подобного рода системы необходимы не только для работы бортовой электроники, но и для жизни экипажа.
