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.

Переработка бытового мусора.jpg 

Три смеси для утилизации санитарно-бытовых отходов в условиях космоса

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.

«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.

Как утилизировать бытовые отходы в космосе.doc

Источники

Красноярские ученые рассказали, как утилизировать бытовые отходы в космосе
Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», 04/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать целлюлозу в космосе
Kgs.ru, 04/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать целлюлозу в космосе
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать целлюлозу в космосе
Новости@Rambler.ru, 04/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать целлюлозу в космосе
REDom (redom.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые предложили способ утилизации отходов в космосе
НИА Красноярск (24rus.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые предложили способ утилизации отходов в космосе
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 04/03/2019
Красноярские ученые предложили утилизировать мусор в космосе
Московский Комсомолец # Красноярск (kras.mk.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать мусор в космосе
РБК (krsk.rbc.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые разработали быстрый метод утилизации санитарно-бытовых отходов в космосе
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые предложили утилизировать мусор в космосе
Богучанский народный портал (bogportal.ru), 04/03/2019
Ученые Красноярска предложили способ переработки мусора в космосе
Аргументы и Факты (krsk.aif.ru), 04/03/2019
Ученые Красноярска предложили способ переработки мусора в космосе
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 04/03/2019
Ученые Красноярска предложили способ переработки мусора в космосе
Новости России (news-life.ru), 04/03/2019
Красноярские ученые предложили утилизировать мусор в космосе
HOLME SPACE (holme.ru), 04/03/2019
Сибирские ученые придумали, как перерабатывать мусор в космосе
Новости@Rambler.ru, 04/03/2019
Сибирские ученые придумали, как перерабатывать мусор в космосе
Российская газета (rg.ru), 04/03/2019
Ученые из Красноярска предложили способ переработки мусора в космосе
Лента новостей Красноярска (krasnoyarsk-news.net), 04/03/2019
Ученые из Красноярска предложили способ переработки мусора в космосе
ТРК Афонтово (afontovo.ru), 04/03/2019
Способ утилизировать бытовые отходы в космосе нашли красноярские ученые
Тайга info, 04/03/2019
Красноярские ученые придумали способ утилизации отходов для колонизаторов других планет
Dela.ru, 05/03/2019
Красноярские ученые могут перерабатывать в космосе бытовой мусор
Столица 24 (stolitca24.ru), 05/03/2019
Ученые из Красноярска придумали, как перерабатывать мусор в космосе
Achcity.com, 05/03/2019
Красноярские ученые научат космонавтов бороться с мусором на орбите
Наш Красноярский край (gnkk.ru), 05/03/2019
Ученые из Красноярска придумали, как перерабатывать мусор в космосе
24sibinfo.ru, 05/03/2019
Красноярские ученые предложили способ переработки мусора в космосе
Телекомпания ТВК, 05/03/2019
Красноярские ученые предложили способ переработки мусора в космосе
Лента новостей Красноярска (krasnoyarsk-news.net), 05/03/2019
Космонавтам предложили растворять мусор в моче
Sibnet.ru, 05/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать целлюлозу в космосе
Радио 99,1 FM (99-1.ru), 05/03/2019
Красноярские ученые придумали способ утилизации отходов для колонизаторов других планет
RussiaGoodNews.ru, 05/03/2019
Красноярские ученые изобрели новый способ переработки целлюлозы и мусора в космосе
Бумпром (bumprom.ru), 05/03/2019
Красноярские ученые изобрели новый способ переработки целлюлозы и мусора в космосе
Rosinvest.com, 05/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Томский обзор (obzor.westsib.ru), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Findnews.ru, 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
The world news (theworldnews.net), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Шахты.SU, 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Дело (delo-kira.ru), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
UTnews (utnews.ru), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Новости Казахстана (shymkent.aqparat.info), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Новости@Rambler.ru, 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Lenta.Ru, 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Курские известия (kursk-izvestia.ru), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Ru-24.ru, 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
TmBW.Ru, 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Новости обо всем (newsae.ru), 06/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать мусор в космосе
Российский научный фонд (рнф.рф), 06/03/2019
Российские ученые научат космонавтов бороться с мусором на МКС
Новости всемирной сети (news-w.com), 06/03/2019
В ИБФ СО РАН разработали быстрый и безопасный метод утилизации отходов в космосе
1k.com.ua, 14/03/2019
В ИБФ СО РАН разработали быстрый и безопасный метод утилизации отходов в космосе
Научная Россия (scientificrussia.ru), 14/03/2019
Космических колонизаторов накормят отходы
Чудеса & Приключения (chudesamag.ru), 16/03/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать отходы в космосе
Вести Красноярск (vesti-krasnoyarsk.ru), 06/04/2019
Красноярские ученые рассказали, как утилизировать бытовые отходы в космосе
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 12/04/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать отходы в космосе
Российский научный фонд (rscf.ru), 19/04/2019
Красноярские ученые научились перерабатывать отходы в космосе
Российский научный фонд (рнф.рф), 19/04/2019

Похожие новости

  • 10/01/2019

    Топ-20 разработок сибирских ученых в 2018 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2018 года, размещенных на нашем портале.
    1080
  • 13/04/2018

    Три космических проекта красноярских ученых

    ​Космические технологии — один из приоритетов программы развития ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН». Уже сегодня ученые центра прогнозируют климатические и природные особенности Земли с помощью снимков с орбиты, разрабатывают замкнутые системы жизнеобеспечения для длительного пребывания человека в космосе и создают новые материалы, защищающие спутники от перегрева.
    507
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    2585
  • 24/10/2018

    Космический огород, светящиеся бактерии и пешеходное движение в Красноярске

    Как учатся выращивать растения и утилизировать отходы для будущих марсианских и лунных баз, как работает процесс определения загрязняющих веществ в воде с помощью светящихся бактерий, для чего нужно моделирование пешеходного движения? "Чердак" побывал в лабораториях Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета и узнал, какие там сейчас ведутся разработки и исследования.
    438
  • 10/09/2018

    Станет ли экология лучше, если стереть половину населения Земли?

    ​Ведущий научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев отвечает на вопрос о том, Станет ли экология лучше, если стереть половину населения Земли.
    373
  • 23/03/2017

    Участники проекта «Космическая одиссея» начали эксперимент в БИОС

    Шесть исследователей проекта «Космическая одиссея» в течение недели будут проводить эксперимент в замкнутой биолого-технической системе жизнеобеспечения (БИОС-3) в Институте биофизики СО РАН. Ребятам предстоит побывать в роли бионавтов, чтобы исследовать количество потребляемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа каждым из членов экипажа, рассчитать необходимое количество растений, участвующих в производстве такого количества кислорода, а также определить возможность долговременного пребывания экипажа из шести человек в планетарной биолого-технической системе.
    1285
  • 25/04/2019

    Академик Гительзон получил Большую золотую медаль РАН

    ​В ходе Общего собрания РАН ее президент академик Александр Михайлович Сергеев вручил советнику РАН академику Иосифу Исаевичу Гительзону (Институт биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН») высшую награду Академии наук — Большую золотую медаль имени М.
    224
  • 05/02/2016

    Красноярские ученые придумали, как выделять белки с помощью микросфер из угольной золы

    ​Ученые Института химии и химической технологии СО РАН и Института биофизики СО РАН на основе магнитных микросфер, полученных из летучих зол угля, создали эффективные многоразовые сорбенты для выделения биологических молекул.
    1919
  • 28/01/2017

    Андрей Дегерменджи: мы предложили посмотреть на экосистемы по-новому

    ​Исследования Института биофизики ФИЦ Красноярского научного центра СО РАН охватывают не только три стихии биосферы — воду, землю и воздух — но и двигаются выше и выше: в космос.  Как выжить в перелетах к другим планетам? Сможем ли мы предотвратить глобальное потепление? Как станет выглядеть Земля через сотни лет? Андрей Георгиевич Дегерменджи, доктор физико-математических наук, академик РАН, с 1996 года руководит Институтом биофизики СО РАН (Красноярск).
    1336
  • 15/12/2017

    Академик Андрей Дегерменджи: жизнь в астероиде позволит снять целый комплекс проблем

    ​Андрей Георгиевич Дегерменджи - советский и российский ученый-биофизик, академик РАН (2011). Директор Института биофизики СО РАН с 1996 года - об исследованиях красноярских ученых  и системе жизнеобеспечения в экстремальных условиях .
    859