Концепция фотобиореактора (ФБР) достаточно проста: заключить в замкнутое пространство некую биологическую систему, например, водоросли, дать ей необходимое для жизни сырье, например, углекислый газ и воду, и собирать образующиеся «отходы»: кислород и сами водоросли. Природа умеет оптимизировать свои процессы, поэтому, если правильно подобрать конструкцию ФБР и тип водорослей, он может быть чрезвычайно эффективен при минимальном количестве отходов.

Однако на поверхности Луны фотобиореакторы не так производительны. Их необходимо заключить в систему, защищенную от внешних воздействий, включая прямой солнечный свет, поскольку сопутствующее излучение может убить все живые организмы внутри реактора. Авторы статьи, ученые из Мюнхенского технического университета, описали способ изготовления защитной оболочки для ФБР из лунных материалов.

В исследовании рассматриваются два различных типа реакторов: с трубчатым и плоским сифоном. Вариант с плоским сифоном более эффективен, но требует серьезного техобслуживания. Строительство реактора любого из этих типов позволило бы сэкономить не менее нескольких миллионов долларов на систему при стоимости полетов на Луну в 100 000 долларов за килограмм. В случае трубчатой системы экономия может быть еще больше — до 50 млн долларов, если построить ее с использованием местных ресурсов.

Правда, пока сделать это не получится. Если здания на Луне можно возводить из реголита, или лунного грунта, то фотобиореакторам нужен свет. Использовать солнечный свет проще, но для этого нужно придумать, как изготавливать на Луне прозрачное стекло. Разработки в этой области ведутся, но пока безрезультатно.

Второй способ — внутреннее освещение от светодиодов. Часть компонентов для светодиодов можно было бы производить локально, например, пластмассу для уплотнителей и печатных плат. Исследования в этом направлении уже ведутся, сообщает Phys.

Поскольку углерод, один из основных компонентов пластика, на Луне встречается относительно редко, как и азот и хлор, необходимые для произрастания водорослей, авторы предлагают перерабатывать сточную воду. Так можно будет создать замкнутый цикл.

Авторы исследования рассчитывают, что в относительно скором времени у нас появятся технологии производства лунного стекла, усовершенствованные конструкции ФБР и способы максимально эффективного использования лунных ресурсов. Все они в конечном итоге найдут свое место в лунной колонии.

Долгосрочные программы исследования и освоения Луны — строительство лунных баз, разработка полезных ископаемых и создании инфраструктуры для поддержки пилотируемых полетов на Марс — требуют энергии, подача которой не зависела бы от времени лунных суток. Ученые из Австрии предлагают создать созвездие из 300 спутников, которые будут непрерывно передавать солнечную энергию из космоса на поверхность.