به گزارش رابو، تصور کنید در جایی زندگی می کنید که بقای شما در گرو زندگی با محدودیت های خاصی است. به عنوان مثال، از جمله این محدودیت‌ها، مصرف نکردن غذا و انرژی بیشتر از آنچه تولید می‌کنید، تامین آب شیرین و هوای کافی برای زندگی، به حداقل رساندن ضایعات، بازیافت هر چیزی که می‌توانید و جلوگیری از آلودگی محیط اطراف است. این چیزی است که فضانوردان باید تا حدی در ایستگاه فضایی بین‌المللی با آن روبرو شوند و ما تا حد زیادی در سکونت‌گاه‌های آینده در ماه یا مریخ باید با آن مواجه شویم.
به گزارش «ایسنا»، اما اینها مواردی است که اگر بخواهیم از محیط زیست خود محافظت کنیم باید در زمین به آنها توجه کنیم و حفاظت از محیط زیست یکی از موضوعات هفته جهانی فضا امسال است که از 13 مهرماه تا 13 مهرماه برگزار می شود. 10.
ایستگاه فضایی یا پایگاه روی ماه عمدتاً از یک سیستم حلقه بسته تشکیل شده است. سیستم حلقه بسته به این معنی است که شما باید منابع خود را ایجاد کنید و سپس آنها را بازیافت کنید و به سیستم برگردانید زیرا محدود هستند. در فضا، در صورت استفاده بیش از حد از منابع، فضانوردان ممکن است با کمبود هوا، غذا، آب یا انرژی مواجه شوند که می تواند کشنده باشد. البته گاهی اوقات منابعی از زمین برای آنها ارسال می شود، بنابراین آنها 100٪ سیستم های حلقه بسته نیستند. با این حال، حلقه 100٪ کاملاً بسته خود زمین است.
سفینه ای به نام زمین
سیاره ما ظرفیت حمل مشخصی دارد، یا همان چیزی که باشگاه رم، یک اندیشکده بین المللی متشکل از دانشگاهیان، رهبران تجاری و سیاستمداران، در گزارش معروف خود در سال 1973 آن را “حداکثر رشد” نامید. آنها هشدار دادند که زمین به ظرفیت خود رسیده است به زودی انرژی زیادی مصرف می کنیم، غذای زیادی می خوریم، آب شیرین کافی تولید نمی کنیم، و انتشار گازهای گلخانه ای را به جو وارد می کنیم که سیستم جهانی ما را بی ثبات می کند. در واقع، از آنجایی که تغییرات آب و هوایی سال به سال مخرب‌تر می‌شود و منجر به خشکسالی‌ها، قحطی‌ها، آتش‌سوزی‌های جنگلی و آب و هوای شدید می‌شود، برخی ممکن است بگویند که ما قبلاً به آن نقطه رسیده‌ایم.
اینجاست که یادگیری زندگی در فضا می تواند به ما کمک کند تا یاد بگیریم چگونه روی زمین پایدار زندگی کنیم. این ایده جدیدی نیست، اما مقاله اخیر مجله ای که توسط محققان مرکز هوافضای آلمان نوشته شده است، به طور خلاصه توضیح می دهد که چگونه فناوری های طراحی شده برای زندگی در زیستگاه های فضایی حلقه بسته می توانند بر روی زمین استفاده شوند.
آنها توضیح دادند که چگونه یک زیستگاه فضایی باید عملکردهای متعددی را انجام دهد تا یک سیستم بسته باقی بماند و چگونه هر یک از این عملکردها را می توان در مقیاس بزرگتری بر روی زمین دوباره تحمیل کرد.
ابتدا باید منابع توسعه داده و وارد سیستم شوند. در این مورد، منابع به معنای هر چیزی است که زیستگاه برای عملکرد نیاز دارد، از غذا گرفته تا انرژی. با این حال، این مفهوم باید با دقت مدیریت شود. به عنوان مثال، اگر تمام یخ های آب سنگی روی ماه خیلی سریع استخراج می شد، چیزی برای پشتیبانی از پایه ماه برای مدت طولانی باقی نمی ماند.
مرحله دوم این است که آن منابع را بازیافت کنید تا خیلی سریع مصرف نشوند. در زیستگاه‌های حلقه بسته، زباله‌های بازیافت‌نشده پرهزینه هستند و می‌توانند در طول زمان باعث کاهش زیستگاه شوند، زیرا وجود زباله به معنای باقی ماندن تدریجی منابع کمتر است، و همچنین می‌تواند محیط زیست زیستگاه را آلوده کند و تخریب آن را دشوارتر کند.
مرحله سوم خودکفایی است. زیستگاه فضایی باید بتواند هر آنچه را که نیاز دارد تولید و ترمیم کند، بدون اینکه گاهی اوقات آن را از زمین تامین کند.
در نهایت، زیستگاه حلقه بسته باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا بتواند به طور نامحدود از کارکنان خود و هر گونه جانوری یا گیاهی دیگر پشتیبانی کند. اگر سیستم به دلیل استفاده نادرست فرو بریزد، عمر زیستگاه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
ما می‌توانیم ببینیم که چگونه می‌توان هر یک از اینها را روی زمین اعمال کرد. کشاورزی فشرده، معدن، ماهیگیری و غیره نشان می دهد که چگونه ما در حال بهره برداری بیش از حد از منابع زمین حلقه بسته خود هستیم. بازیافت می تواند به ما کمک کند تا منابع خود را بدون آلودگی محیط زیست با زباله حفظ کنیم. اگر جوامع بتوانند خودکفاتر شوند، انتشار CO2 می تواند کاهش یابد.
برای نزدیک به چهار میلیارد سال، زمین انعطاف پذیری خود را در برابر زندگی نشان داده است، اما رویکرد بی دقت ما به محیط زیست همراه با مصرف بیش از حد، این انعطاف پذیری را به چالش می کشد.
فضای روی زمین
جالب اینجاست که فناوری‌های توسعه‌یافته برای استفاده در فضا نیز می‌توانند به زمین کمک کنند.
یک مثال کلاسیک پانل های خورشیدی است. این پانل ها در سال 1954 و در دوران نیروگاه های زغال سنگ اختراع شدند و چندان محبوبیتی نداشتند زیرا در آن زمان استفاده زیادی از فتوولتائیک روی زمین وجود نداشت. در عوض، پانل‌های خورشیدی برای اولین بار در سال 1958 با ماهواره ونگارد 1 در فضا و ماهواره‌ها توسعه یافتند. زمین
امروزه سلول های خورشیدی را در همه جا می بینیم، پنل متوسط روزانه 1.5 کیلووات برق تولید می کند. تا سال 2023، انرژی خورشیدی در مجموع 5.5 درصد از برق جهان را بدون انتشار مضر نیروگاه های زغال سنگ یا زباله های سمی راکتورهای شکافت هسته ای تولید خواهد کرد.
فناوری دیگری در فضا توسعه یافته است که می تواند به حمایت از روش های زیست پایدارتر و مبتنی بر غذا بر روی زمین کمک کند. فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی محصولات کشاورزی می کنند.
این آزمایش که به سیستم تولید سبزیجات معروف است، برای اولین بار در سال 2021 کاهو تولید کرد که توسط فضانورد ناسا مایکل هاپکینز برداشت شد. این آزمایش حول محور رشد بذرها در یک “بالشتک بذر” با انتشار کنترل‌شده کود و خاک رس و استفاده از چراغ‌های LED ویژه طراحی‌شده برای القای فتوسنتز بود. این چراغ‌ها اکنون برای «کشاورزی عمودی» روی زمین سازگار شده‌اند، روشی پایدار برای کشت محصولاتی که زمین زیادی را در مناطق شهری اشغال نمی‌کند و آب آن مانند ایستگاه فضایی بازیافت می‌شود. با پرورش مواد غذایی در مزارع عمودی نزدیک به جوامع مسکونی، انسان ها می توانند هزینه های حمل و نقل و کشاورزی فشرده را کاهش دهند، که هر دوی آنها سطوح بالایی از دی اکسید کربن را تولید می کنند.
توالت
در مورد آب، مهم است که آب در ایستگاه فضایی بازیافت شود، زیرا وزن آن به این معنی است که بلند کردن آن از زمین به فضا گران است. تمام آب موجود در ایستگاه فضایی بین‌المللی از طریق یک سیستم بازیابی آب بازیافت می‌شود، به عنوان بخشی از سیستم کنترل محیطی و پشتیبانی حیات ایستگاه، که می‌تواند بخار آبی را که انسان در هوا، عرق و حتی ادرار استنشاق می‌کند به آب آشامیدنی تبدیل کند. سیستم حلقه بسته هر منبع تا حد ممکن.
اگرچه ما نیازی به نوشیدن آب از ادرار روی زمین نداریم، اما مکان های زیادی در سراسر جهان وجود دارد که آب شیرین و تمیز کمیاب است. فناوری احیای آب ناسا شرکت ها را قادر می سازد تا فیلترهای قابل حملی بسازند که به جوامع اجازه می دهد آب تمیز را از منابع آلوده به دست آورند.
تمیز کردن کربن
همراه با بخار آب، فضانوردان دی اکسید کربن را بازدم می کنند.
فضانوردان آپولو 13 زمانی متوجه خطرات تجمع دی اکسید کربن شدند که در راه بازگشت از ماه مجبور شدند با عجله فیلتر دی اکسید کربن را از قطعات یدکی بسازند. در ایستگاه فضایی بین المللی، دی اکسید کربن باید به طور مشابه از هوا حذف شود.
پیش از این، اکسیژن ایستگاه فضایی بین المللی توسط سیستمی تولید می شد که آن را از 400 لیتر آبی که هر سال از زمین خارج می شد استخراج می کرد. بنابراین، این یک سیستم حلقه بسته نبود. در حال حاضر، آژانس فضایی اروپا سیستم حلقه بسته پیشرفته (ACLS) را توسعه داده است که قادر است 50 درصد از دی اکسید کربن ایستگاه را به اکسیژن بازیافت کند و دیگر نیازی به استخراج مقادیر زیادی آب از زمین ندارد. مجتمع بازفرآوری CO2 ACLS هیدروژن و دی اکسید کربن استخراج شده از هوا را برای تولید آب و متان مخلوط می کند. متان به عنوان زباله در فضا آزاد می شود، اما مجموعه تولید اکسیژن می تواند آب را به اکسیژن و هیدروژن تجزیه کند، که دومی برای شروع دوباره چرخه به سیستم ACLS بازگردانده می شود.
با این حال، قبل از ACLS، CO2 به طور انحصاری از طریق ماده معدنی به نام زئولیت حذف می شد، که دارای منافذ به اندازه کافی کوچک برای به دام انداختن مولکول های CO2 و سپس انتشار آنها در جو است. اکنون استفانو پراندانی و جولیو سانتوری از دانشگاه ادینبورگ در حال بررسی راه هایی برای استفاده از فناوری زئولیت برای کاهش دی اکسید کربن در جو زمین هستند. آنها پنکه های غول پیکر را تصور می کنند که هوای مملو از دی اکسید کربن را به سمت ایستگاه های ساخته شده از لایه های زئولیت می مکند که دی اکسید کربن را از هوا حذف می کند. همین فناوری همچنین می تواند در نزدیکی منبع مورد استفاده قرار گیرد تا دی اکسید کربن را از گازهای زائد تولید شده توسط صنعت قبل از رهاسازی آنها در اتمسفر حذف کند. اگرچه نمی تواند تمام دی اکسید کربن را از جو حذف کند و از گرم شدن کره زمین جلوگیری کند، فناوری ترسیب کربن می تواند تغییرات آب و هوایی را کاهش دهد و به جهان کمک کند تا به هدف خود برای حفظ گرمایش جهانی زیر 1.5 درجه سانتیگراد دست یابد.
با توجه به انتقاداتی که اغلب به برنامه‌های فضایی در سراسر جهان وارد می‌شود مبنی بر اینکه برنامه‌های فضایی لوکس هستند، سرمایه‌گذاری‌های گران‌قیمتی که بهتر در جاهای دیگر روی زمین خرج می‌شوند، تا حدودی طعنه آمیز است که فناوری توسعه‌یافته برای کمک به زندگی مردم در فضا می‌تواند به ما کمک کند… روی زمین بهتر زندگی کنیم. البته سفر فضایی به خودی خود سازگار با محیط زیست نیست و این موشک می تواند تا 300 تن دی اکسید کربن در هر پرتاب منتشر کند.
مطمئناً، فناوری مورد استفاده در فضا، اگر به درستی اعمال شود، می‌تواند با کمک به ما برای تبدیل شدن به یک سیاره سبزتر، تعادل را اصلاح کند. از این گذشته، زمین شگفت انگیزترین سفینه فضایی ماست.
5858
