宇宙飛行士の排泄物からリサイクルされた3Dプリント材料で宇宙に新たな物体を3Dプリント

宇宙飛行士の排泄物からリサイクルされた3Dプリント材料で宇宙に新たな物体を3Dプリント
2018年4月8日、カルガリー大学の研究者らが研究を行い、宇宙飛行士の排泄物を処理して3Dプリント用の水と原材料を取得し、必要に応じて新しい物体を3Dプリントする新しい方法を発見した。 Antarctic Bear は、このアイデアは非常に良いものだと考えています。研究者は、3D プリント材料を焼結するために SLS 技術を使用する必要があります。スペースと電力の制限により、デスクトップレベルの SLS 機器を使用する方が現実的です。


宇宙旅行では、水の供給が非常に限られていることもあり、廃棄物をどう処理するかが長年の課題となっている。一方、宇宙探査プロジェクトに伴う物流と高額なコストは、わずかな重量の増加がロケット推進燃料の大幅な増加を意味する可能性があるため、最小限の物資を運ぶことも意味します。カルガリー研究者プロジェクトは、両方の問題に対する解決策を提供できる可能性があります。以前にもお伝えしたように、3Dプリント技術は必要な機材の量を減らす解決策として宣伝されており、今では3Dプリント用の材料はスペースよりも現場で入手しやすくなるかもしれません。




研究の一環として、研究チームは、カナダの宇宙飛行士ロバート・サースク博士とクリス・ハドフィールド大佐、マシュー・バンジー博士(ドイツ航空宇宙センターの主任システムエンジニア)、パスカル・リー博士(NASAエイムズ研究センターのホートン火星プロジェクトの研究者であり、火星研究所の共同創設者)を含む、多くの宇宙飛行の専門家に相談しました。

宇宙船のトイレのほとんどは飛行機のトイレと似ており、真空管のシステムによって排泄物を安全かつ清潔に貯蔵タンクに送る仕組みになっている。研究者らは、タンク内に追加のバクテリアを導入し、遺伝子工学を通じてその化学的挙動を制御することを提案している。これらのバクテリアは排泄物をより多くの物質に分解し、そのうちの1つは3Dプリント材料としてリサイクル可能になります。


タンクに送り込まれた後、廃棄物の発酵の第一段階が自然に起こります。天然の腸内細菌は老廃物を分解し、揮発性脂肪酸(VFA)と呼ばれる物質を分泌します。その後、VFA は別のタンクに抽出され、そこで最終的な目的の製品が製造されます。




研究者らは大腸菌を用いて、必要な物質であるポリヒドロキシ酪酸(PHB)の分泌に関与する遺伝子を特定した。 大量の PHB を分泌するように微調整されたこれらの遺伝子組み換え細菌は、その後、VFA を含む 2 番目のタンクに植えられました。 この VFA は、もともと人工的に作られた人間の糞便から自然発酵によって分泌されます。

生成された PHB ストリームから未使用のバクテリアを分離し、タンクに戻してさらに VFA 発酵させるフィルターを使用することで、嫌気性条件下での VFA が豊富なストリームの連続発酵を実現できます。 PHB を多く含む水流については、さらに濾過されて水が分離され、廃棄物処理システムの最初にあるトイレに戻して再利用することができます。




残った固体 PHB は一定時間乾燥させた後、それ以上の処理は必要なく、そのまま使用できます。 PHB は、追加の処理を必要とせずに選択的レーザー焼結 (SLS) 3D プリンターで使用でき、この高精度技術は、宇宙への長い旅で必要になる可能性のあるさまざまな機器や物資の作成に使用できます。

出典: 3ders






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