Co to jest system podtrzymywania życia?
System podtrzymywania życia na statku kosmicznym obejmuje technologie zaprojektowane do symulacji warunków życia na Ziemi. Obejmuje to systemy niezbędne do podstawowego przeżycia człowieka, takie jak odpowiednie ciśnienie atmosferyczne, osłona przed promieniowaniem niezbędna do zagrożenia zdrowia przez promieniowanie kosmiczne oraz sztuczna grawitacja w celu zminimalizowania utraty gęstości kości i zanikania mięśni podczas długich misji kosmicznych. Inne istotne elementy systemu podtrzymywania życia obejmują możliwość recyklingu powietrza i wody, utrzymywanie optymalnego ciepła i wilgotności dla komfortu ludzi oraz systemy przechowywania żywności i usuwania odpadów.
System Kontroli Środowiska i Wsparcia Życia (ECLSS) na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) stanowi dobry model systemu podtrzymywania życia, który będzie musiał zostać dostosowany do wszelkich długich podróży załogowych statków kosmicznych w niedalekiej przyszłości, takich jak podróż człowieka do Mars. ECLSS służy przede wszystkim do oczyszczania powietrza na pokładzie ISS z cząstek stałych, mikroorganizmów i niepożądanych gazów, takich jak wydychany CO 2 i lotne związki organiczne emitowane przez sprzęt lub ładunek. System utrzymuje również odpowiednie ciśnienie atmosferyczne i poziom pary wodnej, co ułatwia utrzymanie jednolitej temperatury i ciśnienia w całej stacji. Woda jest również oczyszczana przez ECLSS, podobnie jak jej zdolność dostarczania świeżego tlenu do oddychania.
Chociaż system podtrzymywania życia, z którego korzysta ECLSS, jest niezawodny i trwały, nie jest on całkowicie samodzielny. Większość wody na stacji jest wielokrotnie poddawana recyklingowi i ponownie wykorzystywana, w tym jako źródło wytwarzania tlenu, ale stacja musi jednak być okresowo zaopatrywana w wodę. Wynika to częściowo z faktu, że woda jest rozkładana w celu wytworzenia tlenu, a wodór powstały w procesie elektrolizy jest uwalniany w przestrzeń kosmiczną. Trwają badania nad opracowaniem zespołu redukcji dwutlenku węgla (CReA), który będzie reagował z odpadowym wodorem z CO 2 wydychanym przez załogę w celu wytworzenia świeżej wody i paliwa metanowego.
Długie podróże w kosmos, które mogą trwać miesiące lub lata, będą wymagać zamkniętego systemu ekologicznego, który jest całkowicie samowystarczalny. Jednym z głównych elementów tego będzie forma źródła energii, która jest trwalsza niż moduły zasilacza (PSM), których ISS używa do rozkładania wody i jej oczyszczania, a także dostarczania ciepła, światła i energii elektrycznej Dworzec. Nie będzie również możliwe przewożenie całej wody i powietrza niezbędnych do takich podróży od samego początku, a sprzęt regeneracyjny będzie wymagany do produkcji czystej wody i powietrza na trasie.
Jednym z podejść do ustanowienia funkcjonalnego systemu podtrzymywania życia w celu zaopatrzenia w żywność, powietrze i wodę jest realizacja projektów Biosphere and Mars on Earth (MoE) sponsorowanych przez US National Aeronautics and Space Administration (NASA). Próbują symulować warunki życia w środowisku całkowicie odizolowanym od zewnętrznych źródeł zaopatrzenia. Skuteczny oparty na roślinach system podtrzymywania życia stworzony na podstawie tych badań może oczyścić powietrze i wodę, a także być źródłem pożywienia. NASA uważa, że sześć kluczowych elementów podtrzymujących życie wymaga rozwiązania w ramach Advanced Life Support Project (ALS). Obejmują one zajmowanie się podstawami dostarczania czystej żywności, wody i powietrza oraz logistyką biomasy, energii cieplnej i odpadów.
Długofalowe skutki lotów kosmicznych człowieka mogą być również szkodliwe z powodu promieniowania, nieważkości i izolacji psychicznej załogi. Osłonięcie na pokładzie statku może chronić załogę przed promieniowaniem w kosmosie. Obracanie statku kosmicznego wokół jego osi centralnej podczas ruchu do miejsca docelowego może również generować symulowany poziom grawitacji wzdłuż jego zewnętrznego kadłuba, ze względu na efekty przyspieszenia dośrodkowego.
Rosyjscy kosmonauci mają największe doświadczenie w izolacji na pokładzie stacji kosmicznych krążących wokół Ziemi. W 2002 r. Przeprowadzili eksperyment o nazwie Symulacja lotu międzynarodowej załogi na stacji kosmicznej (SFINCSS), w którym ochotnicy mieszkali na zmianę przez osiem miesięcy w ograniczonej przestrzeni. Historia długotrwałych misji na rosyjskiej stacji kosmicznej Mir jest również postrzegana jako bardzo cenne dane medyczne i psychologiczne. Kluczowe może się okazać przygotowanie do efektów, jakie może napotkać każda załoga podczas trwającej półtora roku misji na planetę Mars.