p Os dejetos humanos podem um dia ser um recurso valioso para os astronautas em missões no espaço profundo. Agora, uma equipe de pesquisa da Penn State mostrou que é possível quebrar rapidamente os resíduos sólidos e líquidos para cultivar alimentos com uma série de reatores microbianos, ao mesmo tempo que minimiza o crescimento do patógeno. p "Nós imaginamos e testamos o conceito de tratamento simultâneo de resíduos de astronautas com micróbios enquanto produzimos uma biomassa que é comestível direta ou indiretamente, dependendo de questões de segurança, "disse Christopher House, professor de geociências, Estado de Penn. "É um pouco estranho, mas o conceito seria um pouco como Marmite ou Vegemite, onde você está comendo uma mancha de 'gosma microbiana'. "

p O estudo dos pesquisadores aborda vários desafios enfrentados por missões no espaço profundo a Marte ou além, o que provavelmente levaria meses ou anos. Trazer comida suficiente da Terra ocupa volume e aumenta a massa e o custo de combustível da espaçonave, enquanto o cultivo de alimentos em rota usando métodos hidropônicos ou outros métodos seria um processo que consome muita energia e água e ocupa um espaço valioso.

p Para testar a ideia deles, os pesquisadores usaram resíduos sólidos e líquidos artificiais comumente usados ​​em testes de gerenciamento de resíduos. Eles criaram um sistema cilíndrico, quatro pés de comprimento por dez centímetros de diâmetro, em que micróbios selecionados entraram em contato com os resíduos. Os micróbios quebraram os resíduos usando a digestão anaeróbica, um processo semelhante ao modo como os humanos digerem os alimentos.

p "A digestão anaeróbia é algo que usamos com frequência na Terra para o tratamento de resíduos, "disse House." É uma maneira eficiente de fazer com que a massa seja tratada e reciclada. O que havia de novo em nosso trabalho era tirar os nutrientes desse fluxo e colocá-los intencionalmente em um reator microbiano para cultivar alimentos. "

p A equipe descobriu que o metano era facilmente produzido durante a digestão anaeróbia de dejetos humanos e poderia ser usado para cultivar um micróbio diferente, Methylococcus capsulatus, que é usado como ração animal hoje. A equipe concluiu que esse crescimento microbiano poderia ser usado para produzir um alimento nutritivo para voos espaciais. Eles relataram em Ciências da Vida na Pesquisa Espacial que eles cultivaram M. capsulatus que era 52 por cento de proteína e 36 por cento de gorduras, tornando-se uma fonte potencial de nutrição para os astronautas.

p Como os patógenos também são uma preocupação com o crescimento de micróbios em um ambiente fechado, espaço úmido, a equipe estudou maneiras de cultivar micróbios em um ambiente alcalino ou em um ambiente de alta temperatura. Eles aumentaram o pH do sistema para 11 e ficaram surpresos ao encontrar uma cepa da bactéria Halomonas desiderata que poderia prosperar. A equipe descobriu que essa bactéria contém 15% de proteína e 7% de gordura. A 158 graus Fahrenheit, que mata a maioria dos patógenos, eles cultivaram o comestível Thermus aquaticus, que consistia em 61% de proteínas e 16% de gorduras.

p "Também exploramos mudanças dramáticas na quantidade de resíduos produzidos, por exemplo, se a espaçonave tivesse uma carga maior do que o normal, e o sistema acomodou isso bem, "disse House.

p O design compacto da equipe foi inspirado em aquários, que usam um filtro de filme fixo para tratar dejetos de peixes. Esses filtros usam um especialmente projetado, material de filme coberto por bactérias com grande área de superfície.

p "Usamos materiais da indústria de aquários comerciais, mas os adaptamos para a produção de metano, "disse House." Na superfície do material existem micróbios que pegam os resíduos sólidos do riacho e os convertem em ácidos graxos, que são convertidos em gás metano por um conjunto diferente de micróbios na mesma superfície. "

p A equipe removeu 49 a 59 por cento dos sólidos em 13 horas durante o teste. Isso é muito mais rápido do que o tratamento de gerenciamento de resíduos existente, o que pode demorar vários dias. House disse que seu sistema ainda não está pronto para aplicação - este estudo inicial explorou os vários componentes de forma isolada e não um sistema totalmente integrado.

p "Cada componente é bastante robusto e rápido e decompõe o desperdício rapidamente, "disse House." É por isso que isso pode ter potencial para futuros voos espaciais. É mais rápido do que o cultivo de tomates ou batatas. "

p Hoje, astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional reciclam uma parte da água da urina, mas o processo consome muita energia, disse House. A gestão de resíduos sólidos tem sido um obstáculo maior. Atualmente, é ejetado na atmosfera da Terra, onde é queimado.

p "Imagine se alguém ajustasse nosso sistema para que você pudesse obter 85 por cento do carbono e nitrogênio de volta dos resíduos para as proteínas, sem ter que usar hidroponia ou luz artificial, "disse House." Isso seria um desenvolvimento fantástico para viagens ao espaço profundo. "