Skräp ska bli gas ombord på rymdfärjan till Mars

Bemannade rymdfärder genererar en hel del avfall, som mestadels består av matförpackningar (papper, polyetenplast, aluminiumfolie samt oäten eller fastkletad mat), kläder (byts när de börjar lukta och slängs då i avfallet), handdukar, mänskligt avfall, och pappersprodukter.

Vid kortvariga rymdresor eller vid rymdaktiviteter relativt nära jorden (exempelvis vid internationella rymdstationen, ISS) kan avfallet samlas i en behållare som brinner upp vid återinträdet till jordens atmosfär. Men vid den planerade resan till Mars som NASA förbereder sig för kan man inte ha den strategin, här gäller det att utveckla tekniker som omvandlar avfallet till en resurs.

Stina Jansson, universitetslektor på Kemiska institutionen vid Umeå universitet ska forska i sex månader vid NASAs labb på Kennedy Space Center (KSC) i Florida. Hennes arbete kommer att vara kopplat till det större projektet ”Trash-to-Gas” som NASA driver som del av förberedelserna inför resan till Mars. Den huvudsakliga målsättningen med ”Trash-to-Gas” är att utveckla och optimera termiska behandlingsmetoder för omvandling av avfall till gas och kol.

– Det känns otroligt spännande och lite overkligt säger hon.

Stina Jansson kom i kontakt med forskarna vid NASA i samband med att hon besökte University of Central Florida (UCF) i Orlando i februariför att diskutera möjligheterna till en längre forskningsvistelse vid en icke-akademisk institution, finansierad av Vinnova via programmet VINNMER Mobility for Growth.

– Tanken att åka på en gästforskningsvistelse utomlands har funnits ganska länge men det var inte förrän vi besökte släktingar i Orlando som idén att åka just hit väcktes. Jag tog kontakt med forskare vid universitetet och genom diskussioner med dem och under mitt besök på UCF och NASA/KSC i februari så insåg vi att vi hade många gemensamma forskningsintressen, och projektplanerna klarnade.

Avfallsbehandling i tyngdlöshet
Projektets titel är ”Termisk behandling av avfallsmaterial till kolmaterial och gasformiga bränslen” och kommer att fokusera på omvandling av avfall till användbara resurser som gas (som kan användas som bränsle) och kol (som odlingsmedium exempelvis).

Stina Jansson, miljökemist från Umeå universitet ska vara med i förberedelserna inför resan till Mars Foto: Ulrika Bergfors

Stina Jansson kommer att tillföra två tekniker – torrefiering och mikrovågsassisterad pyrolys – till den metodutvärdering som redan påbörjats inom ‘Trash-to-Gas’. Projektet kommer även, i samarbete med Swedish Space Corporation (SSC), att undersöka hur avfallsbehandlingsteknikerna beter sig i tyngdlöshet. Den teknik som NASA hittills fokuserat mest på i sina tester fungerar nämligen inte utan gravitation.

Det är inte bara avsaknaden av gravitation som är en utmaning, rent allmänt är det svårt att uppnå en effektiv process i liten skala. Den eller de processer NASA väljer att använda sig av måste även fungera med minimal insats från astronauterna, och de får naturligtvis inte generera giftiga gaser/material eller på annat sätt medföra en risk för besättningen. Detta ska om möjligt göras utan gasreningstekniker.

All dålig lukt måste elimineras
– Det ligger även en stor utmaning i att på ett bra sätt nyttja dessa komplexa utgångsmaterial. De flesta småskaliga termiska processer körs på mer homogena material och på endast en typ av material. I det här fallet är den totala avfallsmängden en mix av olika typer av avfall.

Sist men inte minst så är astronauternas allmänna välmående mycket viktigt vilket gör att dålig lukt från avfallet och den hanteringsmetod man använder sig av inte får förekomma.

Vad är målet med forskningen och utbytet för dig personligen?

– För mig som forskare och i det här skedet i min karriär så är det här en fantastisk möjlighet att ytterligare vidga mitt nätverk och knyta nya kontakter. NASA har ett flertal intressanta miljötekniska forskningsprojekt som skulle vara intressant att få lära sig mer om och kanske tillämpa på svenska problemområden inom miljöområdet, exempelvis förorenad jord eller sediment.

Om projektet: Vinnova VINNMER ”Marie Curie Academy Outgoing mobility” beviljar Stina Jansson ett anslag på 1,445 miljoner kronor för ett mobilitetsprojekt med NASA/KSC som värdorganisation och i samarbete med UCF och SSC, med start 20170401. Projektets namn: ”Termisk behandling och hygienisering av avfall till kolmaterial och gasformiga bränslen”

Kontakt: Stina Jansson, universitetslektor vid Kemiska institutionen
Telefon: 090-786 76 22 (under semestern nåbar per mejl)
E-post: stina.jansson@umu.se