Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
EN

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

 Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

Красноярские ученые рассказали, как утилизировать бытовые отходы в космосе

4 марта 2019 г. Институт биофизики СО РАН

Красноярские ученые рассказали, как утилизировать бытовые отходы в космосе

Ученые Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН разработали быстрый и безопасный физико-химический метод утилизации санитарно-бытовых отходов в космических условиях. Продукты переработки будут включаться в работу биолого-технической системы жизнеобеспечения человека в космосе. Результаты исследования опубликованы в журнале Life Sciences in Space Research.

Пока жители России обсуждают «мусорную реформу», ученые борются с мусором на космических станциях. В настоящее время бытовые отходы космонавтов упаковывают в герметичный контейнер, который после сброса сгорает в верхних слоях атмосферы. Однако для реализации грандиозной мечты о далеких космических полетах такой способ не подходит. Предпринимались попытки переработки этих отходов с помощью бактерий, но на такую утилизацию уходит слишком много времени. Поэтому для того, чтобы путешествовать в космическом пространстве достаточно долго, нужно найти новый способ избавления от отходов.

Коллектив специалистов красноярского Института биофизики СО РАН разработал физико-химический способ переработки санитарно-бытовых отходов в условиях космоса. Данный подход эффективен, безопасен, не требует больших временных и энергетических затрат. Все переработанные вещества впоследствии можно использовать как удобрения для растений в системе жизнеобеспечения космонавтов.

Утилизация отходов — одна из технологий замкнутой системы жизнеобеспечения БИОС-3 для космонавтов. Функционирование таких систем основано на растениях, которые предоставляют ее обитателям растительную пищу, питьевую воду и кислород. Отходы жизнедеятельности экипажа перерабатываются методом «мокрого сжигания», а после используются как питательный субстрат для новых саженцев. Сначала отходы измельчаются и смешиваются с перекисью водорода. Спустя сутки смесь поступает в реактор «мокрого сжигания», где перекись активируется переменным электрическим током и запускает реакцию окисления.

Ранее в системе перерабатывались только продукты жизнедеятельности человека, несъедобные растительные и рыбные остатки. Сейчас ученые решили расширить возможности метода «мокрого сжигания» и утилизировать еще и санитарно-бытовой мусор — вату, марли и целлюлозно-хлопковые полотенца. Однако для новых видов отходов старый способ переработки был недостаточно эффективным, поэтому ученые придумали, как его усовершенствовать. 

Исследователи рассмотрели три возможных варианта составления смеси для утилизации. В первом случае к отходам, смешанным с перекисью водорода, добавлялась азотная кислота. Второй вариант дополнили фосфорной кислотой, но на данный момент синтезировать ее в условиях космического полета невозможно. Третий раствор готовился с добавлением урины человека, поскольку она содержит мочевину, позволяющую легко расщепить целлюлозу, и ее легче всего получить. Наиболее успешным вариантом оказался третий раствор, к тому же весь процесс сжигания данной смеси занимал менее суток.

Переработка бытового мусора .jpg

«Основная проблема была в том, что в бытовые отходы входят хлопчатобумажные вещи, где много целлюлозы, которая плохо сгорает при химической обработке. Поэтому мы искали то, что можно добавить в перекись и усилить эффект окисления, чтобы эту целлюлозу переработать. В итоге, самым лучшим вариантом оказалась смесь урины человека, перекиси водорода и бытовых отходов. В реакторе с переменным током сгорало наибольшее количество целлюлозы за меньшее время, и при этом не требовалось никаких дополнительных химических реактивов», — рассказал о результатах работы кандидат биологических наук Сергей Трифонов, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН.

Разработанный способ предполагал переработку бытового мусора с уриной человека отдельно от твердых биологических отходов. После ряда экспериментов, ученые решили, что продуктивнее будет перерабатывать бытовые и биологические отходы вместе. Раздельная утилизация оказалась не столь удобной. Это делало процесс сложнее, а в биологических отходах оставалось большое количество органики, которая вскоре начинала загнивать. Поэтому дальнейшие эксперименты по выращиванию съедобных культур на переработанном субстрате будут проходить с помощью этого способа.

Переработка санитарно-бытового мусора при помощи «мокрого сжигания» позволит компенсировать утечку из системы кислорода, водорода и углекислого газа. Также это откроет растениям доступ к минеральным элементам, содержащимся в отходах. При этом все токсичные газы, которые образуются при сжигании, устраняются системой каталитической очистки в установке жизнеобеспечения, что делает такой метод утилизации безопасным.

Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда. Данные разработки будут востребованы в миссиях по освоению дальнего космоса и колонизации других планет.




Поделиться:



Наверх