Khi lập kế hoạch cho các nhiệm vụ phi hành đoàn trong thời gian dài, một trong những điều quan trọng nhất là đảm bảo rằng các phi hành đoàn có đủ các yếu tố cần thiết để tồn tại. Điều này không dễ
Theo một cuộc điều tra mới đang được tiến hành trên Trạm vũ trụ quốc tế, một giải pháp khả thi có thể nằm ở hệ thống hỗ trợ sự sống lai (LSS). Trong một hệ thống như vậy, có thể được sử dụng trên tàu vũ trụ và trạm vũ trụ trong tương lai gần, vi tảo sẽ được sử dụng để làm sạch không khí và nước, và thậm chí có thể sản xuất thức ăn cho phi hành đoàn.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Hệ thống Vũ trụ của Đại học Stuttgart đã bắt đầu nghiên cứu các ứng dụng không gian có thể cho vi tảo trở lại vào năm 2008. Đến năm 2014, kết hợp với Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (DLR) và công ty hàng không vũ trụ tư nhân Airbus, họ bắt đầu phát triển một máy phát quang (PBR). sử dụng vi tảo Clorella
Điều này
Việc sử dụng các hệ thống sinh học nói chung đạt được tầm quan trọng đối với các nhiệm vụ khi thời gian và khoảng cách từ Trái đất tăng lên. Để tiếp tục giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp từ Trái đất, càng nhiều tài nguyên càng tốt nên được tái chế trên tàu,
Trong khi khả năng phục hồi của tảo trong điều kiện không gian đã được chứng minh rộng rãi với nuôi cấy tế bào quy mô nhỏ được trồng trên Trái đất, cuộc điều tra này sẽ là thử nghiệm thực sự đầu tiên trong không gian. Để làm điều này, các phi hành gia trên tàu ISS sẽ bật phần cứng hệ thống và để vi tảo phát triển trong 180 ngày.
Điều này sẽ cung cấp cho các nhà điều tra trên ISS đủ thời gian để đánh giá cách thức hoạt động của Photobioreactor trong không gian, đặc biệt là tảo sẽ phát triển và xử lý carbon dioxide tốt như thế nào. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu sẽ phân tích các mẫu được trồng trên Trái đất để so sánh để họ có thể đánh giá tác động của vi trọng lực và bức xạ không gian lên vi tảo.
Nhóm nghiên cứu của Đại học Stuttgart tự tin vào Photobioreactor của họ, phần lớn nhờ vào việc nó dựa vào một trong những loài tảo được nghiên cứu và đặc trưng nhất trên thế giới. Ngoài các ứng dụng của nó để xử lý nước thải và nhiên liệu sinh học, Clorella cũng được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, bổ sung dinh dưỡng và làm phân bón sinh học.
Do đó, tại sao nhóm khoa học và NASA đang xem nó như một nguồn thực phẩm tiềm năng cho các phi hành gia. Như Harald Helisch, một nhà công nghệ sinh học tại Viện Hệ thống Vũ trụ và là nhà đồng điều tra về
“Clorella sinh khối là một thực phẩm bổ sung phổ biến và có thể góp phần vào chế độ ăn uống cân bằng nhờ hàm lượng protein, axit béo không bão hòa cao và nhiều loại vitamin khác nhau, bao gồm cả B12, nếu bạn thích sushi, bạn sẽ thích nó.
Về mặt này, một Photobioreactor có thể hoạt động như một nhà sản xuất các chất bổ sung dinh dưỡng. Cũng giống như cách mọi người thêm tảo bẹ khô vào thức ăn để bổ sung dinh dưỡng, vẩy khô Clorella có thể được thêm vào các bữa ăn của phi hành gia để củng cố chúng. Đồng thời, các nền văn hóa nuôi trồng tảo sẽ lọc nước và không khí trên tàu để giúp duy trì thủy thủ đoàn.
Trên hết, mục tiêu dài hạn của nghiên cứu này là tạo điều kiện cho các sứ mệnh không gian trong thời gian dài. Cho dù đó là nhiệm vụ phi hành đoàn đến bề mặt mặt trăng, nhiệm vụ phi hành đoàn tới Sao Hỏa hay đến các địa điểm xa xôi khác trong Hệ Mặt Trời, những thách thức lớn nhất liên quan đến việc tìm cách giảm tổng khối lượng hệ thống vũ trụ (để cắt giảm chi phí) và phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhiệm vụ. Johannes Martin, một trong những nhà điều tra, đặt nó như thế này:
Để đạt được điều này, các lĩnh vực trọng tâm trong tương lai bao gồm chế biến tảo hạ lưu thành thực phẩm ăn được và nhân rộng hệ thống để cung cấp cho một phi hành gia oxy. Chúng tôi cũng đang nghiên cứu kết nối với các hệ thống con khác của LSS, chẳng hạn như hệ thống xử lý nước thải, chuyển giao và thích ứng công nghệ với hệ thống dựa trên trọng lực như cơ sở mặt trăng.
Nhìn về tương lai, rõ ràng các giải pháp để sống ngoài thế giới có khả năng liên quan đến cả hệ thống cơ học và sinh học. Bằng cách hợp nhất hữu cơ và tổng hợp, chúng tôi có cơ hội tốt hơn để tạo ra các hệ thống có thể đảm bảo tính bền vững và tự cung cấp trong dài hạn.
