Planeta se încălzește, oceanele se oxidează, pădurile Amazonului sunt pe foc, iar Arcticul este acoperit cu microplastice în loc de zăpadă. Specialiștii spun că răul cauzat de umanitate este atât de mare încât a început deja o catastrofă ecologică globală. Chiar și optimiștii le este greu să nege că amprenta noastră ecologică este mai mult ca amprentele încălțămintei grele, încât călcăm pe fața planetei. Pe acest fundal sumbru, se pune o întrebare rezonabilă: nu este nechibzuit să arunce sume imense de bani pentru a trimite oamenii în spațiul adânc, în alte lumi? Sau poate, dimpotrivă, aceasta este o soluție cinică la problemele apăsătoare ale unei planete care se încadrează într-o coadă de coadă?
Cu toate acestea, călătoria în spațiu poate oferi umanității mult mai mult decât o simplă paie de salvare a vieții pentru miliardarii excentrici. Fie că este vorba despre nave spațiale moderne pe orbită de pe Pământul scăzut sau viitoare avanposturi pe Lună sau Marte, va trebui să reproducem ciclul de viață în afara planetei noastre într-un fel sau altul. Și pentru zborurile spațiale actuale și viitoare, sunt necesare tehnologii cu ciclu închis și prelucrare universală - acestea vor oferi un flux inepuizabil de apă, aer și alimente.
Pe de altă parte, știm deja cum punem în pericol planeta și ce trebuie făcut în această privință. „Toate instrumentele de care aveți nevoie pentru o viață durabilă sunt aici și acum”, a declarat Kate Marvel, un climatolog de la Universitatea Columbia și asociat NASA. "Da, încă nu putem rezolva problema schimbărilor climatice, dar deloc pentru că suntem atrași de spațiu." Zborurile spațiale singure nu pot salva Pământul și cu atât mai mult cu vise naive de a părăsi planeta natală.
Agricultura Tin Can
Este imposibil să supraviețuim fără inovația tehnologică în spațiu, dar deciziile din trecut au avut un caracter pur temporar. Amintiți-vă doar de seria de zboruri echipate de NASA pe nava spațială Apollo - durata lor maximă a ajuns la 12 zile. Dar schimbarea este chiar după colț: administrația Trump promite că va ateriza pe lună până în 2024. Luke Robertson, om de știință senior de testare a zborurilor de la Kennedy Space Center de la NASA, spune că agenția intenționează să construiască infrastructura durabilă pe suprafața lunară până în 2028, ceea ce va necesita stocarea pe termen lung, regenerabilă de alimente, aer și apă.
Unele dintre aceste tehnologii vor depăși astronautica. În cele din urmă, câteva invenții dezvoltate de agențiile spațiale au migrat în sectorul comercial. Luăm, de exemplu, o serie de proiecte orientate ecologic - inclusiv producția durabilă de ulei și utilizarea iluminatului LED pentru cultivarea culturilor.
Recoltarea culturilor în spațiu nu este o sarcină banală. Așadar, tehnologii precum iluminatul dedicat și senzorii avansați joacă un rol cheie la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), unde metodele eficiente din punct de vedere energetic, cum ar fi sistemul Veggi, sunt folosite pentru a produce alimente, explică cultivatorul NASA, Gioia Massa. LED-urile de creștere a plantelor au fost utilizate pentru prima dată în anii 1980 ca parte a experimentelor NASA. În aceste zile, observă Massa, această tehnologie economisește cantități uriașe de energie în producția de culturi de seră.
Video promotional:
De asemenea, NASA a lucrat cu Florikan. Această companie dezvoltă îngrășăminte acoperite cu polimeri, care eliberează nutrienți încet și treptat. Acest lucru ajută la reducerea reziduurilor de îngrășăminte în mediu și la reducerea daunelor de mediu. Îngrășămintele, spune Massa, au fost utilizate cu succes în spațiu și s-au dovedit bine pe ISS. Deși sunt destinate utilizării ulterioare în spațiu, ele sunt de asemenea utilizate cu succes în agricultura comercială.
Unele inovații de mediu s-au produs doar pentru că NASA lucrează la un management responsabil de mediu, spune Daniel Lockney, șeful transferului de tehnologie. Construirea de echipamente spațiale pe Pământ este o afacere dezordonată. Combustibili, vopsele, solvenți și alte materiale toxice pot fi eliberate în mediu. Acesta este motivul pentru care NASA a dezvoltat fier emulsificat cu valență zero (EZVI), un material care „se lipește” de solvenți clorurați în apele subterane. Initial a fost folosit pentru curatarea site-urilor de lansare, dar treptat a fost aplicat in uzine chimice si site-uri puternic contaminate in cadrul programului Superfund al guvernului.
Cosmonauții și pământenii au nevoie de apă potabilă. Apa otrăvită ucide milioane de oameni în fiecare an și toate mijloacele sunt bune pentru a preveni această tragedie.
Un bun exemplu despre modul în care NASA poate rezolva această problemă este supapa de control microbiologică. Sistemul a fost inițial dezvoltat pentru nave spațiale americane, dar versiunea actualizată este instalată la bordul ISS, împiedicând pasiv microbii nocivi să intre în rezervoarele de apă potabilă. Alte modificări funcționează pe Pământ, menținând apa curată în zonele poluate, fără acces la electricitate - și în cabinetele stomatologice. (Amintiți-vă lichidul cu care vă clătiți gura după ce ați văzut medicul? Ei bine, această apă a trecut prin aceeași curățare pentru a reduce riscul de infecții orale.)
Roberson și Melanie Pickett, un om de știință NASA cu un doctorat, lucrează la sisteme de purificare a apei pentru călătorii în spațiu, inclusiv ISS. Apa uzată este acum tratată cu substanțe chimice. „Dar aceste substanțe chimice nu sunt sustenabile”, spune Roberson. Sistemul necesită reîncărcare constantă de pe Pământ. El și Pickett dezvoltă noi sisteme care folosesc plante și microbi pentru a procesa deșeurile. În cele din urmă, acesta se va dovedi un cuvânt nou în activitatea de toalete și fose septice de pe Pământ.
Ca și în cazul apei, transformarea aerului respirabil într-o resursă nelimitată în spațiu este departe de a fi ușoară. Pe ISS, oxigenul este extras în mod tradițional din apă - trebuie să fie adus constant de pe Pământ, care este costisitor și risipitor. Începând cu anul 2018, Agenția Spațială Europeană (ESA) încearcă să transforme lucrurile cu un sistem nou și îmbunătățit cu buclă închisă, care elimină dioxidul de carbon din atmosferă pe stația spațială, eliberează oxigen pentru a reumple aerul respirabil și economisește apă.
Chiar și pe o scară disproporționat mai mare și cu cerințe operaționale diferite, sistemele de captare a carbonului vor fi foarte utile pe Pământ ca parte a unei soluții cuprinzătoare a problemelor climatice. Tehnologia dezvoltată pentru spațiu poate funcționa foarte bine pe Pământ.
Efecte suplimentare aleatorii
Unul dintre principiile principale ale tuturor acestor inovații este faptul că nimic nu este irosit. În spațiu, notează Massa, chiar și deșeurile sunt considerate o resursă valoroasă și este nechibzuit să o eliminăm. Aceasta este baza sistemelor cu buclă închisă: în mod ideal, toate componentele sunt procesate fără excepție și nu se creează deloc deșeuri. Imaginați-vă un terariu sigilat în care ecosistemele vegetale în miniatură trăiesc și prosperau zeci de ani, fără nici cea mai mică interferență exterioară.
Sistemul microecologic de sprijin pentru viață alternativ sau proiectul Melissa (MELiSSA) respectă cu strictețe acest principiu. Cu ajutorul unei centrale pilot îmbunătățite continuu la Barcelona, acest proiect, sub auspiciile Agenției Spațiale Europene (ESA), lucrează la crearea unui sistem închis de susținere a vieții biologice.
Uzina pilot, care folosește fotosinteza pentru a procesa deșeurile, purifica aerul, furnizează oxigen și produce hrană, este locuită nu de astronauți, ci de șobolani. Pe parcursul activității sale, mai multe generații de animale s-au schimbat deja și până acum nu au existat victime între ele. O serie de experimente legate de Melissa - de exemplu, Artemiss, care produc biomasă alimentară și oxigen din fotosinteză - sunt implementate cu succes pe ISS.
Proiectul a fost lansat în 1989 pentru a crea un sistem de sprijinire a vieții pentru echipaj într-o lungă călătorie interplanetară până la jumătatea anilor 2020. Rezultatele sale au fost promițătoare, spune Christophe Lasseur, șeful Melissa la ESA. De exemplu, aceeași tehnologie de purificare a urinei poate fi aplicată în zone îndepărtate și situri de dezastre - economisind bani pentru transportul costisitor al apei potabile de departe.
Idealurile înalte sunt un lucru, dar criteriul întregului adevăr este practica. Nu toate inovațiile sunt realizate și, în plus, cu siguranță nu este peste noapte. După cum explică Robertson, este nevoie de 7 până la zece ani în medie pentru ca propriile sale invenții să ajungă la niveluri comerciale. Melissa este proiectată pentru 50 de ani.
Trebuie să avem răbdare. „De fapt, aceasta este foarte vizibilă”, spune Lockney. „Nu avem nicio îndoială că apa este udă. Așadar, investiția în noi experimente ne va oferi mai devreme sau mai târziu invenții care vor beneficia de întreaga umanitate.
Inovațiile subliniază doar nevoia de a investi în lucrări de proiectare și dezvoltare. „Cel mai curios lucru despre știință este că nu știi niciodată ce se va întâmpla până la urmă”, spune Marvel. Până la urmă, nimeni nu a ghicit că Internetul și Marele Colibr de Hadron vor rezulta din același efort.
În afară de perioadele lungi de plumb și elementul de imprevizibilitate, astronautica a ajutat deja la crearea unei serii de tehnologii consumatoare eficiente (dacă nu revoluționare). De ce sunt încă prea puțin cunoscuți publicului larg? Chad Anderson, CEO al grupului de capital de risc Space Angels, consideră că o parte din acestea pot fi atribuite marketingului prost.
Anderson consideră că transferul de tehnologie din spațiu a dus la progrese semnificative în domeniul producției durabile, precum și în domenii mai banale precum transportul, asistența medicală și comunicațiile. Problema este că agențiile spațiale nu reușesc să își facă publicitate în mod eficient poveștilor de succes publicului larg. "Companiile spațiale sunt de renume pentru proasta promovare de sine", spune Anderson.
În mod ironic, spune Anderson, abordarea situației actuale reflectă o provocare și mai mare. Luăm, de exemplu, revista publicației Spinoff a NASA, care acoperă inovațiile tehnologice din 1976. În ciuda pedigreei sale solide, revista rămâne o publicație extrem de specializată și inaccesibilă - ea nu este aproape niciodată citită și mulți nu au auzit de ea niciodată. Pentru a interesa publicul și a ajunge la cititorul general, Anderson recomandă ca relația dintre astronautică și viața de zi cu zi să fie accentuată mai clar.
Dragă, am micșorat planeta
Oricum ar fi, inovația de mediu este binevenită, dar nu ne putem baza doar pe soluții tehnologice. Terenul este destul de locuibil, spune Marvel, și nu este nimic de căutat să se mute în conserve. Din fericire, unele proiecte nu numai că ne permit să supraviețuim în spațiu, dar ne ajută să ne cunoaștem mai bine propria planetă.
Ia faimoasa biosferă 2 din Arizona. În anii 90, aici a avut loc un experiment de ultimă oră: bărbații și femeile selectate cu grijă au fost plasați într-un fel de habitat izolat timp de doi ani pentru a observa dezvoltarea relațiilor și ecosistemelor lor (presupunând că „Biosfera-1” este Pământul).
Deși cea mai mare parte a „Biosphere-2” a fost amintită pentru episodul când nivelul de oxigen a scăzut atât de mult, încât viața locuitorilor era în pericol și a fost necesară o intervenție exterioară, experimentul s-a dovedit a fi mai reușit decât ar putea părea. Oamenii de știință au înțeles multe despre sistemele de susținere a vieții de pe Pământ și diverse lucrări științifice s-au revărsat ca o cornucopie. Aceasta, de fapt, a fost ideea: a înțelege diferitele sisteme ale Pământului pentru a gestiona mai bine planeta, explică John Adams, actualul director adjunct al instalației, care a trecut ulterior la Universitatea din Arizona.
Astăzi, situl reproduce mai multe ecosisteme model - de la păduri tropicale naturaliste până la masa oceanică. Manipulând diferitele elemente ale acestor ecosisteme împreună și individual, oamenii de știință încearcă să înțeleagă cum funcționează (și se descompun) omologii lor din lumea reală.
În același loc, dar nu în cadrul experimentului inițial „Biosfera-2”, funcționează Observatorul evoluției peisajului. Este format din trei structuri masive construite pe versantul bazaltului vulcanic, care seamănă în multe privințe cu terenul lui Marte. Peter Troch, director științific al Biosferei 2, explică faptul că observatorul ajută să înțeleagă cum să transforme un peisaj fără viață în ceva durabil. „De obicei, lumile fizice și biologice sunt strâns sudate între ele și nu este ușor să le separi pentru a înțelege dinamica relației lor și a le reconecta”, spune Adams. Observatorul evoluției peisajului este destinat acestei „deschideri ecologice”.
În timp ce această lucrare se concentrează în primul rând pe mediul spațial, notează Troch, cunoștințele obținute ar putea ajuta la restabilirea ecosistemelor cele mai puternic degradate ale Pământului. „Fie în spațiu, fie pe Pământ, rezolvăm aceleași probleme”, spune Daniele Laurini, șeful sistemelor de cercetare ESA.
Înțelegerea Pământului este esențială aici. "Dacă încă nu înțelegem cum funcționează sistemele de pământ, datorită cărora trăim și de care depindem, atunci de ce ne-am imaginat că le putem recrea?" Întreabă Adams.
Tehnologiile spațiale joacă cu siguranță un rol esențial - și nu numai în sistemele de sprijinire a vieții. La urma urmei, datorită acelorași sateliți, observăm planeta cu un nivel de detaliu fără precedent de câteva decenii. Pentru climatologi și ecologiști, acesta a fost un moment bazinic, remarcă Marvel.
Dar dacă menținem Pământul potrivit pentru viață - și suntem deja destul de capabili să rezolvăm această criză - atunci ce rost are să ne străduim stelele? Putem produce oxigen pe Marte, astfel încât să avem ceva de respirat sau să creștem salată pe Lună, astfel încât să avem ceva, dar Pământul ne-a oferit deja toate acestea, spune Massa. Poate, spune ea, provocările supraviețuirii în spațiu îi vor face pe oameni să aprecieze mai mult din lucrurile pe care le asumăm acasă.
Robin George Andrews
