Igår firade MELiSSA-pilotanläggningen vid universitetet i Barcelona 10 år med att demonstrera den idealiska tekniken för att återvinna avfall från rymduppdrag till luft, vatten och mat.

När astronauter utforskar längre in i vårt solsystem, det kommer att finnas ett behov av att minska beroendet av leveranser från jorden. ESA arbetar med partners för att skapa ett inneslutet system som så småningom och kontinuerligt kommer att omvandla koldioxid, urin och organiskt material till frisk luft, vatten och mat – nästan på obestämd tid. Detta system är känt som MELiSSA.

Förkortning för Micro-Ecological Life Support System Alternative, MELiSSA är uppdelad i ett antal olika moduler. Varje modul tar itu med en aspekt av att omvandla oönskade molekyler till de människor som behöver för att överleva.

På jorden, till exempel, träd, alger och växter omvandlar alla koldioxid från vår utandningsandad till det syre vi behöver för att andas. Melissa hämtar inspiration från dessa typer av naturliga processer, men undersöker också kemiska processer, mekaniska filter och bioreaktorer fulla av bakterier eller mikroalger för att utveckla system som behövs för att leverera en hel måltid, färskt dricksvatten och ren luft i rymden.

Vid pilotanläggningen i Barcelona, Spanien, moduler byggs och testas för att validera varje steg i den fristående slingan. När ett element fungerar efter behov kan det kombineras till nästa steg, passera molekyler genom rör till nästa station som en vätska, en fast, eller gas.

"Vi har arbetat med det här i 30 år nu och varje år kommer vi lite närmare, säger Christophe Lasseur, ESA:s chef för Melissa-projektet. "Under åren har vi visat ett robust och effektivt sätt att omvandla koldioxid från vårt besättningsutrymme till syre och ätbar biomassa. Nyligen, vi gjorde också betydande framsteg när det gäller att omvandla kväveavfall till näringsämnen för växter och alger.

"Väsentligen, vi försöker duplicera huvudfunktionerna i jordens ekosystem, utan den enorma atmosfären, hav och jordbuffertar."

Pilotanläggningen omfattar drygt 200 kvadratmeter golvyta – ungefär samma som två stadslägenheter.

För att bevisa att systemet fungerar, stor noggrannhet vidtas för att hålla besättningens livsmiljö lika lufttät som den internationella rymdstationen. För att undvika kontaminering, den är också byggd och körd enligt de högsta isoleringsstandarder som finns.

Christophe säger att nästa steg är att införliva större anläggningar, arbeta med livsmedelsproduktion och ta tillvara koldioxid från organiskt avfall. Under tiden, MELiSSA-projektgruppen har redan demonstrerat delar av systemet i rymden.

I december 2017, ArtemISS fotobioreaktor ombord på den internationella rymdstationen visade att en mikroalger bioreaktor kan producera syre från koldioxid, och vara mycket resistent mot strålning. Nitrimel-experimentet, på en rysk satellit, visade också att bakterier som utsätts för strålning från rymdfärder fortfarande fungerar lika bra på jorden, bevisar dess livskraft.