Cơ Quan Vũ Trụ Châu Âu Nghiên Cứu Tích Hợp Côn Trùng Làm Nguồn Sinh Khối Bền Vững Cho Các Chuyến Bay Không Gian Dài Ngày

Trong bối cảnh các cơ quan vũ trụ đang tập trung vào các sứ mệnh kéo dài tới Mặt Trăng, Sao Hỏa và xa hơn, việc đảm bảo tính tự cung tự cấp và bền vững đã trở thành một yêu cầu thiết yếu. Cơ Quan Vũ Trụ Châu Âu (ESA) đang đi đầu trong việc nghiên cứu tích hợp côn trùng vào chế độ ăn uống của phi hành gia cũng như hệ thống quản lý chất thải, một bước đi thực tiễn nhằm giải quyết những thách thức hậu cần nghiêm trọng của việc thám hiểm không gian sâu.

Trọng tâm của sáng kiến này là xem xét côn trùng không chỉ là nguồn dinh dưỡng dồi dào mà còn là một phần không thể thiếu trong các hệ thống hỗ trợ sự sống có khả năng tái tạo. Nghiên cứu này, vẫn đang được tiến hành vào thời điểm hiện tại, đã có những minh chứng ban đầu, điển hình là việc phi hành gia Samantha Cristoforetti của ESA đã tiêu thụ một thanh bột dế vào năm 2022. Sự kiện này đánh dấu sự dịch chuyển từ lý thuyết sang ứng dụng cụ thể, được củng cố thêm khi Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) cấp phép cho dế nhà và sâu bột vàng được sử dụng làm thực phẩm cho người vào năm 2023. Trên Trái Đất, thói quen tiêu thụ hơn 2.000 loài côn trùng mỗi ngày bởi hàng tỷ người cho thấy tiềm năng to lớn của nguồn tài nguyên này.

Công ty Ba Lan Astronika, với sự hỗ trợ từ yếu tố Khám phá của các Hoạt động Cơ bản của ESA, đã phát triển một lò phản ứng sinh học côn trùng đầy sáng tạo. Giải pháp này được thiết kế để giải quyết vấn đề quản lý chất thải, một thách thức lớn đối với các chuyến bay không gian dài ngày. Hệ thống khép kín này sử dụng khả năng tự nhiên của côn trùng để chuyển hóa vật liệu hữu cơ thành các nguồn tài nguyên có giá trị, cụ thể là sinh khối giàu protein, thay vì phải mang chất thải trở lại Trái Đất. Lò phản ứng sinh học này có khả năng xử lý tới 3,6 kg chất thải mỗi tuần, tạo ra hơn 100 gram protein thô, tương đương với hơn 20 quả trứng.

Kỹ sư trưởng dự án tại Astronika, Mateusz Grzyb, nhấn mạnh rằng thiết bị này mang lại nhiều lợi ích đồng thời: giảm chất thải, phục hồi nước và khả năng sản xuất protein, một sự kết hợp mà chưa thiết bị nào hiện có làm được. Các nhà nghiên cứu đã đặt nền móng cho sự phát triển này bằng cách nghiên cứu khả năng thích ứng của côn trùng trong môi trường vi trọng lực, với các nghiên cứu lịch sử cho thấy các loài như ruồi giấm có thể hoàn thành chu kỳ sống trong không gian. Các nhà khoa học hiện đang tìm hiểu sâu hơn về sinh thái học, sinh lý học, bức xạ và trọng lực để đảm bảo côn trùng không chỉ sống sót mà còn sinh sản hiệu quả trong quỹ đạo. Sự tích hợp các loài đã được cấp phép như dế và sâu bột cho thấy một cách tiếp cận thực dụng, hướng tới việc tạo ra các hệ thống hỗ trợ sự sống thực sự tái tạo.

Song song với nỗ lực của ESA và Astronika, các dự án khác cũng đang được triển khai. Ví dụ, hệ thống dựa trên côn trùng của ENEA trong khuôn khổ dự án ReBUS do Cơ quan Vũ trụ Ý (ASI) tài trợ đang phát triển các hệ sinh thái công nghệ không gian để chuyển chất thải thành phân bón trồng rau xanh. Mục tiêu chung là cung cấp thực phẩm tươi sống và tăng cường sự độc lập khỏi Trái Đất cho các phi hành gia. Sự hợp tác giữa các tổ chức như ESA và các công ty như Astronika đang mở ra một chân trời mới, nơi các thách thức về hậu cần được chuyển hóa thành cơ hội để kiến tạo nên những hệ thống hỗ trợ sự sống bền vững cho hành trình vươn ra vũ trụ của nhân loại.