Życie na kolonii pozaziemskiej

W rozmowie z Patrycją Wojczyszyn z Akademickiego Radia Luz opowiada o potencjalnym systemie podtrzymania życia na kolonii pozaziemskiej. Wyjaśnia, jak będzie wyglądać dieta przyszłych Marsjan i ile pieniędzy będzie potrzebować ludzkość do kosmicznych podbojów. Rozmowa została zdeponowana na platformie AZON https://zasobynauki.pl/zasoby/skieruj-swoj-ster-na-bsr-zycie-na-kolonii-pozaziemskiej,63651/

- Mówiąc o kolonii pozaziemskiej myślimy o kolonii na jakimś ciele typu Mars lub Księżyc, bo systemy podtrzymania życia na stacjach kosmicznych są zawsze zdecydowanie mniej rozbudowane. Tam nie ma miejsca, nie uprawia się żywności, nie odzyskuje się surowców – mówi dr inż. Kamil Janiak. - Myślimy więc o takiej kolonii, która zapewnia tyle miejsca, żeby móc wybudować kompleksowy system. Z góry zakładamy odzysk surowców, inaczej nie założymy kolonii pozaziemskiej – dodaje.

- W pierwszym okresie kolonia pozaziemska nie będzie samowystarczalna, bo zanim wyrosną rośliny musi minąć kilka - kilkanaście miesięcy – opowiada naukowiec. – W zasadzie nie planuje się uprawy w glebie, bo gleba na takim ciele pozaziemskim jest jałowa, nie ma tam życia, żadnej mikrobiologii. Poza tym uprawy glebowe nie dają tak wysokich plonów jak uprawy bezglebowe. Raczej zakłada się, że żywność będzie uprawiana bezglebowo, czyli np. hydroponicznie.

W takiej uprawie korzenie rośliny nie są w glebie, tylko wiszą w powietrzu albo są zanurzone w wodzie. Dzięki temu roślina ma lepszy dostęp do substancji mineralnych zawartych w wodzie, skutkiem czego są wyższe plony. - W tak uprawianych roślinach łatwiej kontrolować stan mikrobiologiczny, unikać chorób. No i jesteśmy w stanie robić taką uprawę piętrowo. To jest powszechny sposób uprawy np. sałaty – opowiada dr inż. Janiak.
Naukowiec zajmuje się biologicznymi metodami odzysku pierwiastków i biologicznym podejściem do budowy systemu, który będzie mógł zaistnieć w przyszłej kolonii pozaziemskiej. – Na przykład można odparować wodę z moczu. Sole, które się wytrącą, można przetworzyć w nawóz – wylicza.

Dr inż. Kamil Janiak: - W tej części, w której ja się zajmuję, są procesy podobne to tych, jakie są wykorzystywane w oczyszczalni ścieków. My zajmujemy się odzyskiwaniem azotu i innych pierwiastków z moczu. I da się odzyskać ich bardzo dużo, w zasadzie większość substancji zawartych w moczu da się przekonwertować do takiej formy, którą potem przyswoją rośliny. Żeby domknąć ten proces, trzeba odzyskać jeszcze resztę strumieni odpadowych, np. kału, bo większość azotu znajduje się w moczu, ale większość wapnia już nie. Więc żeby odzyskać wszystkie pierwiastki, trzeba zagospodarować wszystkie strumienie odpadowe, które produkuje człowiek.

Czy w ten sposób można odzyskiwać też wodę? - W zasadzie tak – opowiada naukowiec. - Rośliny przyjmują sole zawarte w wodzie i pochłaniają wodę, ale większość wody z nich odparowuje. Np. na kilogram sałaty musisz zużyć mniej więcej 10 l wody, czyli ponad 9 litrów to jest woda, która przeszła przez sałatę i odparowała, a proces parowania oczyszcza wodę. W ten sposób dzięki roślinom da się zamykać obieg wody – wyjaśnia.
Podobnie jest z obiegiem tlenu. - Jeżeli człowiek wydala ileś tam dwutlenku węgla, to ten dwutlenek jest asymilowany przez rośliny. Jeżeli jest asymilowany w całości, to rośliny wydalą dokładnie tyle tlenu, ile człowiek wcześniej pochłonął – tłumaczy dr inż. Kamil Janiak. - Jeżeli nie odzyskasz tego w 100 proc., bo masz jakieś nieszczelności, to te kilka procent trzeba będzie uzupełnić. Ale np. na Marsie znajduje się trochę wody, więc trochę jej jesteśmy w stanie odzyskać. Jest tam jakaś szczątkowa atmosfera, z tej wody w procesie elektrodializy można odzyskać tlen, więc z tymi pojedynczymi procentami zawsze sobie poradzimy – zapewnia naukowiec.

Zakłada się, że liczba gatunków roślin, które będą uprawiane na pozaziemskiej kolonii, musi być na tyle duża, żeby przyrządzane potrawy zbyt często się nie powtarzały. - Dieta musi być zróżnicowana – tłumaczy badacz. - Być może potrzebna będzie hodowla owadów jako źródła białka. Znane mi są koncepcje takiej hodowli - dodaje.
Na pewno z Ziemi do kolonii pozaziemskiej trzeba będzie przywieźć nasiona roślin, pożywienie na pierwszych kilka miesięcy i infrastrukturę. – Chociaż są plany, żeby infrastrukturę wydrukować w 3D na miejscu – mówi dr inż. Kamil Janiak. - Są też koncepcje, żeby z minerałów, które są na Marsie czy Księżycu produkować tworzywo sztuczne, albo żeby z uprawianych tam roślin produkować tworzywo sztuczne. Da się z ziemniaka czy kukurydzy wytworzyć polimery, które potem można drukować.

Dr inż. Kamil Janiak: - Uprawa takich roślin jak sałata, kapusta, nie sprawia kłopotu. Większym problemem są rośliny, które mają dostarczać kalorie. Hipotoniczne uprawy prosa, ryżu itd. nie są specjalnie rozwijane, bo one nie są opłacalne na Ziemi (te rośliny też dłużej rosną). Na razie badania prowadzi się więc na roślinach szybko rosnących, typu sałata. Są tylko pojedyncze eksperymenty na roślinach rosnących dłużej.
Dlaczego nie spotykamy życia w kosmosie, biorąc pod uwagę tę nieprawdopodobna liczbę planet? - Jest koncepcja, która nazywa się wielkim filtrem – wyjaśnia naukowiec. - To teorie, że my nie spotkaliśmy życia w kosmosie, bo albo rozwój życia biologicznego jest skrajnie nieprawdopodobny (to jest tzw. wielki filtr początkowy) albo każde życie, które wyewoluuje, rozumne, nieubłaganie dąży do samozagłady. I to jest tzw. filtr końcowy.

Dr inż. Kamil Janiak: - Ale eksploracja kosmosu jest nieunikniona, a prace związane z systemem podtrzymywania życia mają istotne znaczenie również z punktu widzenia naszej sytuacji na planecie. Jesteśmy w podobnej sytuacji jeśli chodzi o fosfor, dostępność gruntów ornych, dewastację środowiska. Musimy na Ziemi zacząć myśleć takimi kategoriami, jakimi myśli się o przyszłej kolonii pozaziemskiej, czyli maksymalnego odzysku surowców.

Rozmowa na platformie AZON: https://zasobynauki.pl/zasoby/skieruj-swoj-ster-na-bsr-zycie-na-kolonii-pozaziemskiej,63651/