Dans des environnements extrêmes, même les tâches les plus ordinaires peuvent sembler être des défis insurmontables. En raison de telles difficultés, l'humanité a, pour la plupart, installés sur des terrains propices aux récoltes, élevage de bétail, et construire des abris. Mais alors que nous cherchons à repousser les limites de l'exploration humaine, sur terre et dans l'espace, les pionniers de cette recherche seront sans aucun doute confrontés à des conditions qui, à toutes fins utiles, ne sont pas propices à l'habitation humaine.

L'un des principaux défis auxquels est confronté tout règlement à long terme envisagé, que ce soit en Antarctique ou sur Mars (peut-être dans un futur proche), atteint une certaine autonomie, permettre aux colonies isolées de survivre même en cas d'échec catastrophique d'approvisionnement. Et la clé pour atteindre cette autonomie est d'assurer la suffisance alimentaire et l'autosuffisance. Sans surprise, donc, La technologie spatiale agricole est l'un des sujets de recherche actuellement entrepris par le Centre de recherche pour la colonie spatiale de l'Université des sciences de Tokyo. Les chercheurs ici espèrent être le fer de lance du développement technologique pour une agriculture spatiale sûre et durable, dans le but de soutenir les humains pendant longtemps dans un environnement extrêmement fermé comme une station spatiale.

À cette fin, une étude innovante a été menée par une équipe de chercheurs japonais dirigée par le professeur agrégé junior Norihiro Suzuki de l'Université des sciences de Tokyo. publié sous forme de "Lettre, " a fait la couverture du prestigieux Nouveau Journal de Chimie de la Société royale de chimie. Dans cette étude, Le Dr Suzuki et son équipe visaient à résoudre le problème de la production alimentaire dans des environnements fermés, comme ceux d'une station spatiale.

Réalisant que les agriculteurs utilisent les déchets animaux comme engrais depuis des milliers d'années, en tant que riche source d'azote, Le Dr Suzuki et son équipe ont étudié la possibilité de le fabriquer à partir d'urée (le principal composant de l'urine), faire un engrais liquide. Cela permettrait aussi de répondre simultanément au problème du traitement ou de la gestion des déchets humains dans l'espace ! Comme l'explique le Dr Suzuki, "Ce procédé est intéressant du point de vue de la fabrication d'un produit utile, c'est à dire., ammoniac, à partir d'un déchet, c'est à dire., urine, en utilisant des équipements communs à pression atmosphérique et à température ambiante."

L'équipe de recherche, qui comprend également Akihiro Okazaki, Kai Takagi, et Izumi Serizawa d'ORC Manufacturing Co. Ltd., Japon — a mis au point un procédé électrochimique pour dériver des ions ammonium (généralement trouvés dans les engrais standard) à partir d'un échantillon d'urine artificielle. Leur montage expérimental était simple :d'un côté, il y avait une cellule de réaction, avec une électrode en diamant dopé au bore (BDD) et un catalyseur inductible à la lumière ou matériau "photocatalyseur" en dioxyde de titane. De l'autre, il y avait une cellule "contre" avec une simple électrode de platine. Au fur et à mesure que le courant passe dans la cellule de réaction, l'urée est oxydée, formant des ions ammonium. Le Dr Suzuki décrit cette percée comme suit :"J'ai rejoint l'équipe 'Space Agriteam' impliquée dans la production alimentaire, et ma spécialisation de recherche est en chimie physique; donc, J'ai eu l'idée de fabriquer "électrochimiquement" un engrais liquide."

L'équipe de recherche a ensuite examiné si la cellule serait plus efficace en présence du photocatalyseur, en comparant la réaction de la cellule avec et sans elle. Ils ont constaté que si l'épuisement initial de l'urée était plus ou moins le même, les ions à base d'azote produits variaient à la fois dans le temps et dans la distribution lorsque le photocatalyseur a été introduit. Notamment, la concentration d'ions nitrite et nitrate n'était pas aussi élevée en présence du photocatalyseur. Ceci suggère que la présence du photocatalyseur a favorisé la formation d'ions ammonium.

Le Dr Suzuki déclare, "Nous prévoyons de réaliser l'expérience avec des échantillons d'urine réels, car il contient non seulement des éléments primaires (phosphore, azote, potassium) mais aussi des éléments secondaires (soufre, calcium, magnésium) indispensables à la nutrition des plantes ! Par conséquent, Le Dr Suzuki et son équipe sont optimistes que cette méthode fournit une base solide pour la fabrication d'engrais liquide dans des espaces clos, et, comme. Le Dr Suzuki observe, "Cela s'avérera utile pour maintenir un séjour à long terme dans des espaces extrêmement fermés tels que les stations spatiales."

Les humains habitant Mars pourraient encore être une réalité assez lointaine, mais cette étude semble sûrement suggérer que nous pourrions être sur la voie d'assurer la durabilité - dans l'espace - avant même d'y arriver !