人类排泄物对人类登陆火星的用处比人们想象的要大。宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种特殊的微生物反应器，可以分解固体和液体废物。然后垃圾将被回收并用作食物。宾夕法尼亚州立大学地球科学教授克里斯托弗·豪斯说，“我们设想并测试了用微生物同时处理宇航员废物的概念，同时根据安全考虑产生直接或间接可食用的生物质。这有点奇怪，但这个概念有点像马麦酱或维吉麦酱，你吃的是一抹“微生物粘稠物”。
把维吉麦酱涂在吐司上，而不是人类的排泄物，将是一个明显的选择。研究人员解释说，他们的解决方案将为国际空间站和太空团队节省大量资源。在飞船上携带食物会增加航天器的质量。因此，需要增加更多的燃料来承载航天器的重量。该团队讨论了其他方法，并表示虽然水培等其他方法在太空中也可行，但问题是它们会消耗能源和水等资源。
研究人员使用了一种相对常见的方法，这种方法在地球上运行良好，而且很容易转移到太空中。他们利用了经常用于废物管理试验的人造固体和液体废物。他们创造了一个圆柱形系统，长约4英尺，直径约4英寸。在那之后，人造废物被暴露在各种微生物中。这些微生物通过厌氧消化来分解废物，从而在没有氧气的情况下分解可生物降解的材料。
家说,“我们在地球上经常使用厌氧消化来处理废物。这是一种有效的大规模处理和回收的方法。我们工作的新颖之处在于，我们将营养物质从河流中提取出来，并有意地将它们放入微生物反应器中种植食物。”
厌氧消化的最大副产品是甲烷。研究人员没有寻找去除甲烷气体的方法，而是发现他们可以回收甲烷，并可以培养另一种功能类型的微生物。这种微生物，荚膜甲基菌，已经被用于动物饲料中。在宇宙飞船飞行过程中，同样的东西也可以用来生产食物。
该团队表示，他们的灵感来自水族馆和过滤鱼类排泄物的程序。家说,“我们使用了商业水族产业的材料，但将其用于甲烷生产。在材料表面，微生物从溪流中吸收固体废物，并将其转化为脂肪酸，而脂肪酸又被同一表面上的另一组微生物转化为甲烷气体。”
豪斯和他的团队的其他成员说，他们培养的供食用的微生物含有近52%的蛋白质和36%的脂肪。这可以给宇航员提供坚实的营养饮食。“每个组件都非常坚固、快速，可以快速分解废物。这就是为什么它可能有未来太空飞行的潜力。这比种西红柿或土豆快多了。”
美国宇航局和国际空间站一直在寻找如何回收或清除太空垃圾的方法。早在2016年，美国宇航局就发起了“太空便便挑战”，以寻找在太空行走等长时间任务中从宇航员宇航服上清除粪便的最佳方法。目前，废物管理解决方案的一部分是将其射入地球大气层。它最终会在大气中燃烧。豪斯还表示，宾夕法尼亚州立大学的研究团队可以为这个问题提供更好的解决方案。“想象一下，如果有人对我们的系统进行微调，那么你就可以在不使用水培或人造光的情况下，将85%的碳和氮从废物中转化为蛋白质。这对深空旅行来说将是一个极好的发展。”
