Ученым удалось смоделировать, как можно построить фотобиореактор прямо на Луне — установку, в которой микроводоросли перерабатывают углекислый газ и воду в кислород и биомассу. Такие системы давно тестируются на Земле, но на Луне все сложнее — нет атмосферы, зато есть высокий уровень радиации, а доставка оборудования обходится примерно в $100 тысяч за килограмм. Поэтому ключевая задача — использовать местные ресурсы максимально эффективно. Работа опубликована в журнале Acta Astronautica.
Исследователи рассмотрели два типа фотобиореакторов — трубчатый и плоскопанельный воздушные лифты. Плоскопанельный оказался чуть более эффективным, но требует регулярного обслуживания. Зато трубчатый проще построить из доступных на Луне материалов — это может сэкономить до $50 млн за счет отказа от доставки готовых компонентов с Земли.
Лунный реголит уже научились использовать для получения металлов, из которых можно создать базовый корпус реактора. Но главный вызов — свет. Водорослям он жизненно необходим, а пропускать солнечные лучи внутрь можно только через прозрачное стекло. Проблема в том, что пока не удалось изготовить прозрачное стекло из лунных ресурсов. Альтернатива — энергоемкое внутреннее освещение на светодиодах, которые сами по себе крайне сложно производить вне Земли.
Кроме того, для жизнедеятельности водорослям необходимы углерод, азот, фосфор и хлор. Чтобы не терять даже малые количества, ученые предлагают замкнутую систему с переработкой сточных вод и постепенным наращиванием биоциркуляции. Стартовать все равно придется с доставки «посевного материала», но в дальнейшем сами водоросли смогут использоваться как сырье для получения биопластика и удобрений.
В итоге исследователи предлагают комбинированный метод: применять электролиз реголита для получения кислорода, а фотобиореакторы — для производства пищи и замыкания биологических циклов. Это не конкурирующие, а взаимодополняющие технологии, которые найдут свое место в колонии на Луне.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что Япония создает правила по уборке космического мусора.
