خلال رحلات الفضاء، فإن المخلفات البشرية الناتجة من رواد الفضاء، يتم تخزينها ووضعها في كبسولات، ثم يتم إطلاق تلك الكبسولات بينما تمر المركبة من الغلاف الجوي للأرض سواء عند الذهاب أو العودة بحيث تحترق في الغلاف الجوي. الطريقة الأمثل للتخلص من تلك المخلفات بدون أن نترك أثرا في الفضاء أو حتى على القمر ولكن من قال إننا بحاجة إلى التخلص من تلك المخلفات؟
دراسة جديدة نشرت مؤخرا في Advances in Space Research “التقدم في أبحاث الفضاء”، توصل فيها باحثون من جامعة فلوريدا إلى طريقة لاستخدام تلك المخلفات بالشكل الأمثل؛ أي تحويلها إلى غاز حيوي يمد الصاروخ بالوقود.
يعد تفريغ وحرق الفضلات البشرية في الرحلات الفضائية القصيرة ليس مشكلة كبيرة على الاطلاق، ولكن عندما يتعلق الأمر بالبعثات الفضائية طويلة الأمد، مثل مشروع ناسا المستقبلي بإنشاء وحدة للسكن على سطح القمر لمدة 5 سنوات ابتداء من عام 2019، فإن الفضلات البشرية خلال كل ذلك الوقت يمكن أن تشكل مشكلة حقيقية.
بداية لا يمكن تركها على سطح القمر، كما أنها إذا وضعت في كبسولات، فإن طول الفترة قادرة على تجميع قدر كبير من المخلفات من شأنه أن يزيد وزن المكوك بشكل ملحوظ.
القلق الذي ظل يراود ناسا لفترة كبيرة حتى طلبت الوكالة من العالمين ابهيشيك دوبل وبراتاب بولاماناباليل، من جامعة ولاية فلوريدا التوصل لحل لتلك المشكلة.
للبدء بالبحث قامت وكالة ناسا بتقديم مجموعات من المخلفات البشرية المنتجة كيميائيا لفريق البحث، كما قاموا أيضا بمدهم بمجموعات من مخلفات الطعام ومخلفات الملابس، ومجموعة من النفايات البشرية الأخرى التي يمكن أن تتكون بفعل رواد الفضاء على سطح القمر لمدة الخمس سنوات.
دوبل وبولاماناباليل بدآ بحساب كمية الميثان التي من الممكن أن تتولد بفعل هذا القدر من النفايات.
عادة ما يعمل مكوك الفضاء بواسطة الهيدروجين السائل والأكسجين السائل، ولكن مؤخرا فقط، بدأ العلماء بالتفكير بغاز الميثان كمصدر بديل لوقود الصواريخ.
“فالميثان يمكن استخدامه كوقود للصواريخ” يقول بولاماناباليل، “فالفكرة من وراء هذا البحث كانت لكي نعرف ما إذا كنا قادرين على صنع ما يكفي من الوقود للمساهمة في إطلاق الصاروخ بدون تحمل المكوك لوزن إضافي خلال رحلة العودة “.
النتائج كانت مدهشة للغاية، حيث أن مخلفات بهذا القدر تنتج قدر كافي من الميثان لرحلة العودة من القمر!
فريق البحث، قام بتطوير عملية هضم لا هوائي، تقوم هذه العملية بالقضاء على كل مسببات الأمراض في النفايات البشرية، ثم تقوم بعد ذلك بتكسير المواد العضوية لإنتاج مزيج من غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون.
وباستخدام تلك العملية اكتشف العلماء أنهم سيكونون قادرين على انتاج 290 لتر من غاز الميثان أسبوعيا من كل فرد من أفراد الطاقم، المعدل القادر -وفقا لبولاماناباليل-على انتاج ما يكفي من غاز الميثان لرحلة العودة الى الأرض من القمر.
وليس ذلك فقط، بل أن تلك العملية ستكون قادرة أيضا على توفير نظام أكسجين احتياطي لرواد الفضاء. حيث اكتشف فريق البحث أن تلك العملية ستكون لديها القدرة على انتاج حوالي 200 غالون من المياه الغير صالحة للشرب سنويا، الماء الذي إذا قمنا بتقسيمه الى هيدروجين واكسجين من خلال عملية تحليل كهربائي بسيطة، سيصبح رواد الفضاء قادرين على توفير اكسجين احتياطي لتنفسه في حالة حدوث أي طارئ.