Podczas podróży kosmicznych paliwo będzie produkowane ze śmieci

Ludzie, gdziekolwiek by się nie poruszali, produkują spore ilości odpadów. W transporcie kosmicznym sytuacja jest o tyle wyjątkowa, iż śmieci nie jest tak łatwo się pozbyć. Poza tym z czasem zaczyna ich przybywać, przez co zmniejszeniu ulega już od początku niewielka, dostępna przestrzeń wewnątrz statku kosmicznego.Badacze z agencji NASA wychodzą z propozycją wykorzystania w efektywny sposób zużytych opakowań, ubrań, odpadków, taśm oraz innych ładunków zgromadzonych przez astronautów w czasie dłuższych podróży. Celem jest wykorzystanie odpowiednich procesów obróbki (spalania) w celu otrzymania metanu (gazu), tlenu, a także wody za pomocą dużo mniejszych urządzeń od tych, które obecnie są konstruowane na Ziemi.Kilkuosobowa grupa badaczy z ośrodka Kennedy Space Center zbudowała urządzenie o masie około 40 kg i wysokości nieco ponad metra, wewnątrz którego możliwe jest osiągnięcie temperatury około 540 stopni Celsjusza (dwukrotnie więcej niż w domowych piekarnikach). Reaktor ten służy do badania procesów spalania różnych odpadów - od zużytych ubrań do niezjedzonego jedzenia. Badacze uważają, iż proces spalania odpadów z jednego dnia podróży czteroosobowej załogi, zająłby około 4 godzin.Według wyliczeń w trakcie dwunastu miesięcy lotu (połowa czasu jaki zajmie podróż do Marsa) z odpadów wygenerowanych przez czteroosobową załogę uda się uzyskać około 1100 kg metanu. Taka ilość tego paliwa mogłaby zapewnić start statku kosmicznego z obiektu o przyciąganiu grawitacyjnym podobnym do tego, jakie występuje na Księżycu. Prócz uzyskania cennego paliwa astronauci w czasie takiej misji uniknęliby pomniejszenia pojemności statku kosmicznego na skutek gromadzenia wewnątrz odpadów.Rozwinięta technologia mogłaby zostać także wykorzystana na Ziemi. Reaktory przetwarzające śmieci na paliwo z pewnością znalazłyby zastosowanie w rejonach z trudnym dostępem do energii czy wysypisk śmieci. Zainteresowanie tą technologią wyraziły już amerykańskie wojsko oraz inne organizacje, które oszczędziłyby na transporcie paliwa w trudnodostępne obszary. Byłby to nie pierwszy przykład transferu technologii z przemysłu kosmicznego do powszechnego zastosowania.Prace nad reaktorem spalającym śmieci dotyczą obecnie dobrania odpowiednich materiałów konstrukcyjnych, które zapewnią wytrzymałość oraz lekkość i niewielkie rozmiary (istotne w przypadku sprzętów na statkach kosmicznych). Z uwagi na konieczność osiągnięcia wysokiej temperatury, wymaganej do spowodowania rozpadu spalanych materiałów oraz zabicia wszelkich potencjalnych mikrobów, urządzenie musi też spełniać standardy bezpieczeństwa, mocno restrykcyjne w przypadku wyposażenia statków kosmicznych.Zaawansowany prototyp reaktora mógłby zacząć być testowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) już od 2018 roku. Na stacji ISS testowane są urządzenia, które mogą odegrać istotną rolę w przyszłych misjach w głęboką przestrzeń kosmiczną. Przykładem może być generator WRS (Water Recovery System), dzięki któremu odzyskiwana jest woda np. z moczu astronautów. W warunkach mikrograwitacji wystąpił wcześniej nieprzewidziany problem - filtry tego urządzenia ulegały zablokowaniu przez wapno, które najprawdopodobniej w zwiększonych ilosciach, na skutek przebywania w warunkach obniżonego ciążenia, jest wytrącane z kości astronautów.Innym sposobem na efektywną utylizację powstających odpadów jest ich podgrzanie oraz kompresja, a następnie wykorzystanie powstałych płytek jako osłon radiacyjnych. Takie zastosowanie ma sens z uwagi na dużą ilość plastiku w śmieciach. Stworzone płytki z dużą ilością plastiku mogą zostać osadzone w kwaterach sypialnych astronautów oraz w specjalnych pomieszczeniach, w których przebywać będzie załoga w czasie burz słonecznych (podwyższonego poziomu promieniowania).W celu pozyskania takich płytek ze skompresowanych odpadków inżynierowie z ośrodka Ames Research Center (NASA) zbudowali urządzenie, które w temperaturze około 148-176 stopni Celsjusza w czasie 3,5 godziny przetapia śmieci (lecz nie spala jak w przypadku urządzenia zbudowanego przez badaczy z KSC). W procesie tym objętość odpadów ulega 10-krotnemu zmniejszeniu oraz dodatkowo odzyskiwana jest woda, która może być powtórnie wykorzystana.W przypadku powyżej opisanego urządzenia badacze weryfikują obecnie sterylność uzyskiwanych płytek w długoterminowym okresie. Do przetworzenia posłane zostały odpady zawierające kolonie bakterii. Wiadomo, iż większość w czasie kompresji i podgrzewania jest zabijana, jednak nie ulega także wątpliwości, iż część może przetrwać, a następnie po pewnym czasie zacząć się rozwijać.Źródło informacji (NASA)

Maciej Mickiewicz