Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Biocontamination Integrated cOntrol of Wet sYstems for Space Exploration

Article Category

Article available in the following languages:

Monitorowanie zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie i zapobieganie ich występowaniu w kosmosie

Zapobieganie, monitorowanie i kontrolowanie zanieczyszczeń biologicznych występujących w wodzie oraz w wilgotnych obszarach znajdujących się w siedliskach kosmicznych stanowi wyjątkowe wyzwanie. W celu znalezienia sposobu na poradzenie sobie z tym problemem, w ramach projektu BIOWYSE naukowcy opracowali skuteczne, szybkie, automatyczne i lekkie rozwiązanie.

Jednym z problemów związanych z odkażaniem w przestrzeni kosmicznej jest fakt, że monitorowanie i zapobieganie stanowią dwie oddzielne czynności. Wynika z tego szereg trudności, przede wszystkim wynikających z faktu, że odsyłanie próbek na Ziemię w celu analizy i dezynfekcji nie stanowi w zasadzie realnej możliwości. Finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt BIOWYSE, realizowany w ramach działania na rzecz badań i innowacji, poświęcony był opracowaniu i sprawdzeniu w akcji kompaktowego systemu, który łączy w sobie monitorowanie obecności mikroorganizmów w czasie rzeczywistym z niemal natychmiastową dezynfekcją przy pomocy promieniowania ultrafioletowego, która nie powoduje powstawania jakichkolwiek szkodliwych produktów ubocznych. W ramach projektu naukowcy ustalili parametry dotyczące jakości wody wykorzystując dane dotyczące obecności cząsteczek adenozyno-5′-trifosforanu (ATP) uzyskane w wyniku badania, wskazujące na obecność drobnoustrojów i zanieczyszczenie wody, połączone z danymi uzyskanymi przy pomocy innych technik. Zespoły działające w ramach projektu BIOWYSE jako pierwsze na świecie przedstawiły dowody naukowe potwierdzające możliwość potwierdzenia skuteczności działania promieniowania ultrafioletowego w zakresie zwalczania zanieczyszczeń mikrobiologicznych wody przy pomocy monitorowania poziomu ATP.

Zintegrowany system

Urządzenie opracowane w ramach projektu BIOWYSE (płyta prototypowa) pozwoliło na zaprezentowanie współdziałania wszystkich wykorzystywanych technologii w ramach jednego urządzenia. Na początku woda trafia do modułu profilaktycznego – zbiornika ze specjalną powłoką, który zapobiega gromadzeniu się drobnoustrojów podczas tymczasowego przechowywania wody. Następnie woda przepływa do modułu monitorującego, gdzie jest badana pod kątem obecności biomasy z wykorzystaniem bioluminescencji, działającej zarówno w przypadku próbek wody, jak i próbek zbieranych z powierzchni. W przypadku przekroczenia wartości progowej dochodzi do dezynfekcji przy pomocy promieniowania ultrafioletowego w module odkażania, gdzie liczba mikroorganizmów jest redukowana do poziomu pozwalającego na bezpieczne spożycie wody. W następnej kolejności odkażona woda trafia do ujścia, przy którym może się znajdować na przykład osobisty pojemnik na wodę. Moduły sterowania i obsługi odpowiadają za prawidłowe funkcjonowanie całego urządzenia. Testy nowego rozwiązania zajęły przeszło dwa lata i odbywały się zarówno w laboratorium, jak i w warunkach polowych. Próbki wykorzystywane przez naukowców w celu kalibracji systemu obejmowały różne rodzaje wody – od wody sterylnej, przez wodę z kranu, aż po zanieczyszczoną wodę z kranu pozostawioną w zbiorniku na kilka tygodni. W czasie testów terenowych naukowcy sprawdzili także wodę z jaskini oraz wodę rzeczną. Ponadto naukowcy oparli się także na wynikach projektu VIABLE ISS, w ramach którego materiały pozostawione na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przez kilka miesięcy zostały porównane z próbkami referencyjnymi pozostawionymi na Ziemi w celu ustalenia różnic w rozwoju mikroorganizmów. Zostały one wykorzystane w celu określenia optymalnego składu powłoki zbiornika modułu prewencyjnego, która pomoże w zapobieganiu nadmiernemu gromadzeniu się drobnoustrojów. „Urządzenie BIOWYSE można porównać do zaawansowanego, inteligentnego dystrybutora wody. Monitorowanie obecności mikroorganizmów niezależne od ich rodzaju, pozwalające na stwierdzenie czy znajdują się w wodzie, jednak nie oferujące możliwości ich identyfikacji, nie stanowi typowego podejścia stosowanego w rozwiązaniach kosmicznych. Z drugiej strony rozwiązanie, które nie wykorzystuje złożonych badań i testów w celu identyfikowania każdego patogenu, a zarazem wykorzystuje niemal natychmiastową dezynfekcją opartą na promieniowaniu ultrafioletowym, jest niezwykle skuteczne i efektywne”, twierdzi koordynator projektu Emmanouil Detsis. Kompaktowe urządzenie BIOWYSE zostało zaprojektowane z myślą o bezpośredniej instalacji w stosownej szufladzie „rackowej” na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Plany na przyszłość

Projekt BIOWYSE doprowadził już do przyznania patentu na skuteczne pobieranie próbek z wilgotnych powierzchni stacji kosmicznych członkom konsorcjum projektowego – spółce Thales Alenia Space Italia oraz francuskiemu MŚP GL Biocontrol, specjalizującemu się w monitorowaniu wody, jednak nie posiadającemu żadnego wcześniejszego doświadczenia z projektami kosmicznymi. Ponadto, partner projektu, który zaprojektował system dezynfekcji przy pomocy promieniowania ultrafioletowego, firma AquiSense Technologies, zyskała status jednego z ważniejszych dostawców lamp ultrafioletowych na potrzeby zastosowań kosmicznych pomimo niedawnego wejścia do tego sektora. Firma zajmuje się wytwarzaniem ultrafioletowych diod LED o osiągach przewyższających wszelkie dotychczasowe diody wykorzystywane w niewielkich reaktorach wodnych do zastosowań komercyjnych. Projekt BIOWYSE zawsze skupiał się na potrzebach przyszłych siedlisk kosmicznych, biorąc pod uwagę fakt, że misje na Księżyc lub Marsa będą musiały być w wysokim stopniu niezależne od Ziemi, a woda będzie musiała być przechowywana do czasu przybycia załóg. „Głównym celem pozostaje obecnie zbudowanie systemu, który będzie mógł zostać dostarczony na stację. Z tego powodu szukamy możliwości lotów – w tym celu pozostajemy w kontakcie z Europejską Agencją Kosmiczną i innymi agencjami krajowymi”, twierdzi Detsis.

Słowa kluczowe

BIOWYSE, kosmos, zanieczyszczenia biologiczne, Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, woda, siedlisko, UV, Księżyc, Mars, Ziemia, dezynfekcja, wilgotne

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania