Planeta įkaista, vandenynai oksiduojasi, dega Amazonės miškai, o Arktį vietoj sniego dengia mikroplastika. Ekspertų teigimu, žmonijai daroma žala yra tokia didelė, kad jau prasidėjo pasaulinė ekologinė katastrofa. Net optimistams sunku paneigti, kad mūsų ekologinis pėdsakas labiau primena sunkių batų pėdsakus, kuriais trypiame planetos veidą. Atsižvelgiant į šias niūrias aplinkybes, kyla pagrįstas klausimas: ar nejuokinga išmesti dideles pinigų sumas, norint siųsti žmones į gilųjį kosmosą, į kitus pasaulius? O gal, atvirkščiai, tai yra ciniškas neatidėliotinų planetos, patenkančios į uodegėlę, problemų sprendimas?
Nepaisant to, kelionės kosmose žmonijai gali suteikti ne tik gyvybės gelbėjimo šiaudą ekscentriškiems milijardieriams, bet ir daug daugiau. Nesvarbu, ar tai modernūs erdvėlaiviai žemoje orbitoje, ar būsimi Mėnulio ar Marso užribiai, turėsime vienaip ar kitaip atkartoti gyvenimo ciklą už savo planetos ribų. O dabartiniams ir būsimiems kosminiams skrydžiams reikalingos uždaro ciklo ir universalaus apdorojimo technologijos - jos užtikrins neišsenkantį vandens, oro ir maisto srautą.
- „Salik.biz“
Kita vertus, mes jau žinome, kaip keliame pavojų planetai, ir ką reikia su tuo padaryti. „Visos priemonės, reikalingos tvariam gyvenimui, yra čia ir dabar“, - sakė Kate Marvel, Kolumbijos universiteto klimatologė ir NASA bendradarbė. "Taip, mes vis dar negalime išspręsti klimato kaitos problemos, bet visai ne todėl, kad mus traukia kosmosas." Vien tik kosminiai skrydžiai negali išgelbėti Žemės, o dar labiau - turėdami naivių svajonių palikti savo gimtąją planetą.
Žemės ūkio skardinė
Neįmanoma išgyventi be technologinių naujovių kosmose, tačiau praeities sprendimai buvo grynai laikini. Tiesiog atsiminkite NASA pilotuojamų skrydžių seriją erdvėlaiviu „Apollo“- maksimali jų trukmė siekė 12 dienų. Tačiau pokyčiai yra visai šalia: D. Trumpo administracija žada nusileisti Mėnulyje iki 2024 m. NASA Kennedy kosminio centro vyresnysis skrydžių bandymų mokslininkas Luke'as Robertsonas sako, kad agentūra iki 2028 m. Ketina sukurti tvarią mėnulio paviršiaus infrastruktūrą, kuriai prireiks ilgalaikio, atsinaujinančio maisto, oro ir vandens saugojimo.
Kai kurios iš šių technologijų neapsiribos astronautika. Galų gale nemažai kosminių agentūrų sukurtų išradimų perėjo į komercinį sektorių. Pavyzdžiui, imkitės daugelio ekologiškų projektų - įskaitant tvarią aliejaus gamybą ir LED apšvietimo naudojimą javams auginti.
Derliaus nuėmimas kosmose nėra nereikšminga užduotis. Taigi tokios technologijos kaip specializuotas apšvietimas ir pažangūs jutikliai vaidina pagrindinį vaidmenį Tarptautinėje kosminėje stotyje (ISS), kur maistui gaminti naudojami efektyviai energiją vartojantys metodai, tokie kaip „Veggi“sistema, - aiškina NASA augintoja Joya Massa. Augalų augimo šviesos diodai pirmą kartą buvo naudojami devintajame dešimtmetyje kaip NASA eksperimentų dalis. Šiomis dienomis, pažymi Massa, ši technologija taupo didžiulius energijos kiekius auginant šiltnamių augalus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
NASA taip pat dirbo su Florikanu. Ši įmonė kuria polimerinėmis trąšomis, kurios lėtai ir palaipsniui išskiria maistines medžiagas. Tai padeda sumažinti trąšų patekimą į aplinką ir žalą aplinkai. Massa sako, kad trąšos buvo sėkmingai naudojamos kosmose ir puikiai įrodė savo naudojimąsi TKS. Nors jie skirti tolimesniam naudojimui kosmose, jie sėkmingai naudojami ir komerciniame žemės ūkyje.
Kai kurios aplinkos naujovės atsirado tik todėl, kad NASA siekia atsakingo aplinkos tvarkymo, sako technologijų perdavimo vadovas Danielius Lockney. Kosminės įrangos statyba Žemėje yra nepatogus verslas. Degalai, dažai, tirpikliai ir kitos toksiškos medžiagos gali patekti į aplinką. Štai kodėl NASA sukūrė emulsifikuotą nulinio valentingumo geležį (EZVI) - medžiagą, kuri „prilimpa“prie chlorintų tirpiklių požeminiame vandenyje. Iš pradžių jis buvo naudojamas valymo įrenginiams valyti, tačiau palaipsniui jis buvo naudojamas chemijos gamyklose ir labai užterštose vietose pagal vyriausybės „Superfund“programą.
Kosmonautams ir žemės gyventojams reikia tiekti geriamąjį vandenį. Apsinuodijęs vanduo kiekvienais metais žudo milijonus žmonių, ir viskas yra gerai, kad būtų išvengta šios tragedijos.
Puikus pavyzdys, kaip NASA gali išspręsti šią problemą, yra mikrobiologinis atbulinis vožtuvas. Iš pradžių ši sistema buvo sukurta amerikiečių erdvėlaiviams, tačiau patobulinta jos versija yra įdiegta ISS, pasyviai neleidžiant kenksmingiems mikrobams patekti į geriamojo vandens rezervuarus. Žemėje veikia ir kitos modifikacijos: vanduo užterštuose plotuose, be prieigos prie elektros, ir odontologinėse operacijose yra švarus. (Atminkite, kad skystis, kuriuo skalaujate burną, apsilankęs pas gydytoją? Na, šis vanduo buvo pravalytas tuo pačiu būdu, kad būtų sumažinta burnos infekcijos rizika.)
Robersonas ir Melanie Pickett, NASA mokslininkė, turinti daktaro laipsnį, dirba su vandens valymo sistemomis kelionėms kosmose, įskaitant ISS. Nuotekos dabar valomos chemikalais. „Tačiau šie chemikalai nėra tvarūs“, - sako Robersonas. Sistema reikalauja nuolatinio Žemės papildymo. Jis ir Pickettas kuria naujas sistemas, kuriose atliekoms perdirbti naudojami augalai ir mikrobai. Galų gale tai paaiškės nauju žodžiu tualetų ir septikų žemėje darbe.
Kaip ir vandens atveju, kvėpuoti oru beribiais ištekliais kosmose dar nėra lengva. ISS deguonis tradiciškai išgaunamas iš vandens - jis turi būti nuolat tiekiamas iš Žemės, o tai yra brangu ir eikvojama. Nuo 2018 m. Europos kosmoso agentūra (ESA) bandė viską pakeisti nauja, patobulinta uždarojo ciklo sistema, kuri pašalina anglies dioksidą iš kosminės stoties atmosferos, išskiria deguonį, kad papildytų kvėpuojamą orą, ir tausoja vandenį.
Nors neproporcingai dideliu mastu ir atsižvelgiant į skirtingus eksploatavimo reikalavimus, anglies kaupimo sistemos bus labai naudingos Žemėje kaip visapusiško klimato problemų sprendimo dalis. Kosmosui sukurta technologija gali gerai veikti Žemėje.
Atsitiktiniai papildomi efektai
Vienas pagrindinių visų šių naujovių principų yra tai, kad niekas nėra švaistomas. Kosmose, Massa pažymi, net atliekos yra laikomos vertingu ištekliu ir beatodairiškai jomis disponuojama. Tai yra uždaro ciklo sistemų pagrindas: idealiu atveju visi komponentai būtų perdirbami be išimties, o atliekos visiškai nesukuriamos. Įsivaizduokite uždarą terariumą, kuriame miniatiūrinės augalų ekosistemos gyvena ir klesti dešimtmečius be menkiausio išorinio įsikišimo.
Mikroekologinės gyvybės palaikymo sistemos alternatyva arba Melissa (MELiSSA) projektas griežtai vadovaujasi šiuo principu. Padedamas nuolat tobulinamos bandomosios gamyklos Barselonoje, šis projektas, remiamas Europos kosmoso agentūros (ESA), siekia sukurti uždarą biologinės gyvybės palaikymo sistemą.
Bandomasis augalas, kurio fotosintezė naudojama atliekoms perdirbti, orui išvalyti, deguoniui tiekti ir maistui gaminti, gyvena ne astronautai, o žiurkės. Jos metu jau pasikeitė kelios gyvūnų kartos, o aukos tarp jų iki šiol nebuvo. TVS sėkmingai įdiegta daugybė su Melisa susijusių eksperimentų, pavyzdžiui, „Artemiss“, siekiant gaminti maisto biomasę ir deguonį fotosintezės metu.
Projektas buvo pradėtas 1989 m. Iki 2020-ųjų vidurio sukurti įgulos narių gyvybės palaikymo sistemą ilgoje tarpplanetinėje kelionėje. Jos rezultatai buvo daug žadantys, sako Christophe Lasseur, ESA Melissa vadovas. Pavyzdžiui, tą pačią šlapimo valymo technologiją galima pritaikyti atokiose vietovėse ir nelaimių vietose - taip sutaupysite pinigų brangiai kainuojančiam geriamojo vandens transportavimui iš toli.
Aukšti idealai yra vienas dalykas, tačiau visos tiesos kriterijus yra praktika. Ne visos naujovės yra įgyvendintos, be to, tikrai ne per naktį. Kaip aiškina Robertsonas, vidutiniškai reikia septynių – dešimt metų, kol jo paties išradimai pasieks komercinį lygį. Melissa yra skirta 50 metų.
Turime būti kantrūs. „Tiesą sakant, tai yra labai toliaregiška“, - sako Lockney. „Neabejojame, kad vanduo yra drėgnas. Taigi investuodami į naujus eksperimentus anksčiau ar vėliau gausime išradimų, kurie bus naudingi visai žmonijai “.
Naujovės tik pabrėžia poreikį investuoti į projektavimo ir plėtros darbus. „Įdomiausias dalykas moksle yra tas, kad niekada negali žinoti, kas nutiks galų gale“, - sako Marvel. Galų gale niekas neįtarė, kad internetas ir didelis hadronų susidūrėjas pasirodys iš tų pačių pastangų.
Be ilgo priėmimo laiko ir nenuspėjamumo elemento, astronautika jau padėjo sukurti veiksmingų (jei ne revoliucinių) vartotojų technologijų spektrą. Kodėl jie vis dar mažai žinomi plačiajai visuomenei? Rizikos kapitalo grupės „Space Angels“generalinis direktorius Chadas Andersonas mano, kad visa tai gali būti priskirta blogai rinkodarai.
Andersonas mano, kad technologijos perkėlimas iš kosmoso padarė didelę pažangą tvarioje gamyboje, taip pat ir labiau kasdieninėse srityse, tokiose kaip transportas, sveikatos priežiūra ir ryšiai. Problema ta, kad kosmoso agentūros nesugeba efektyviai reklamuoti savo sėkmės istorijų plačiajai visuomenei. „Kosmoso kompanijos garsėja menka savireklama“, - sako Andersonas.
Ironiška, kaip sako Andersonas, dabartinės situacijos sprendimas rodo dar didesnį iššūkį. Paimkime, pavyzdžiui, NASA korporatyvinį leidinį „Spinoff“, kuris nuo 1976 m. Apžvelgia technologijų naujoves. Nepaisant tvirtos kilmės knygos, žurnalas išlieka labai specializuotas ir neprieinamas leidinys - jis beveik niekada nėra skaitomas ir daugelis apie jį niekada nėra girdėję. Siekdamas sudominti visuomenę ir pasiekti bendrą skaitytoją, Andersonas rekomenduoja aiškiau pabrėžti astronautikos ir kasdienio gyvenimo santykį.
Mielasis, aš sutraiškiau planetą
Kad ir kaip būtų, aplinkos naujovės yra sveikintinos, tačiau mes negalime pasikliauti vien technologiniais sprendimais. Žemė yra gana gyva, sako „Marvel“, ir nėra ko stengtis persikelti į skardines. Laimei, kai kurie projektai ne tik leidžia mums išgyventi kosmose, bet ir padeda geriau pažinti savo pačių planetą.
Pasinaudokite garsiąja „Biosfera 2“Arizonoje. Dešimtajame dešimtmetyje čia buvo atliktas moderniausias eksperimentas: kruopščiai atrinkti vyrai ir moterys dvejiems metams buvo patalpinti į kažkokią izoliuotą buveinę, kad galėtų stebėti jų santykių ir ekosistemų raidą (darant prielaidą, kad „Biosfera-1“yra Žemė).
Nors dauguma „Biosferos-2“buvo prisiminti kaip epizodas, kai deguonies lygis nukrito tiek, kad gyventojų gyvybei iškilo pavojus ir reikėjo išorės intervencijos, eksperimentas buvo sėkmingesnis, nei gali pasirodyti. Mokslininkai daug ką suprato apie Žemės gyvybės palaikymo sistemas, o įvairūs moksliniai darbai liejosi kaip raguolės. Tai iš tikrųjų buvo idėja: suprasti įvairias Žemės sistemas, kad būtų galima geriau valdyti planetą, aiškina Johnas Adamsas, dabartinis objekto direktoriaus pavaduotojas, kuris vėliau perėjo Arizonos universitetui.
Šiandien šioje vietoje atkuriamos kelios pavyzdinės ekosistemos - nuo natūralių lietaus miškų iki vandenyno masės. Manipuliuodami įvairiais šių ekosistemų elementais kartu ir atskirai, mokslininkai bando suprasti, kaip veikia (ir suyra) jų realaus pasaulio kolegos.
Toje pačioje vietoje, bet ne pradinio eksperimento „Biosfera-2“rėmuose, veikia Kraštovaizdžio evoliucijos observatorija. Jį sudaro trys masyvios konstrukcijos, pastatytos ant vulkaninio bazalto šlaito, kuris daugeliu atžvilgių primena Marso reljefą. Peteris Trochas, „Biosferos 2“mokslo direktorius, aiškina, kad observatorija padeda suprasti, kaip negyvą kraštovaizdį paversti tvariu. „Paprastai fizinis ir biologinis pasauliai yra sandariai suvirinami, ir nėra lengva juos atskirti, kad suprastų jų santykių dinamiką ir vėl juos sujungtų“, - sako Adamsas. Kraštovaizdžio evoliucijos observatorija yra skirta šiam „ekologiniam atsivėrimui“.
Nors šis darbas daugiausia dėmesio skiria kosminei aplinkai, pažymi Trochas, įgytos žinios galėtų padėti atkurti stipriausiai Žemės nusiaubtas ekosistemas. „Nesvarbu, ar kosmose, ar žemėje, mes sprendžiame tas pačias problemas“, - sako Daniele Laurini, ESA tyrimų sistemų vadovė.
Žemės supratimas čia yra svarbiausias dalykas. "Jei mes vis dar nesuprantame, kaip veikia žemiškos sistemos, dėl kurių mes gyvename ir nuo kurių esame priklausomi, kodėl tada įsivaizdavome, kad galėtume jas atkurti?" - klausia Adamsas.
Kosmoso technologijos, be abejo, vaidina pagrindinį vaidmenį ir ne tik gyvybės palaikymo sistemose. Galų gale, tų pačių palydovų dėka kelis dešimtmečius stebėjome planetą beprecedenčio lygio detalėmis. Klimatologams ir aplinkosaugininkams tai buvo svarbiausias momentas, pažymi „Marvel“.
Bet jei mes laikome Žemę tinkamu gyvenimui ir mes jau esame pajėgūs išspręsti šią krizę, tada kokia prasmė siekti žvaigždžių? Mes galime gaminti deguonį Marse, kad turėtume ką kvėpuoti, arba auginti salotas Mėnulyje, kad turėtume ką, bet Žemė mums visa tai jau davė, sako Massa. Galbūt, sako ji, išgyvenimo kosmose iššūkiai privers žmones labiau vertinti tuos dalykus, kuriuos namuose laikome savaime suprantamais dalykais.
Robinas George'as Andrewsas