Vad är ett livsstödssystem?
Ett livsstödssystem på ett rymdskepp omfattar teknik som är utformad för att simulera levnadsförhållanden på jorden. Detta inkluderar system som är nödvändiga för grundläggande mänsklig överlevnad, såsom ett tillräckligt atmosfärstryck, strålningsskärmning som är nödvändig för hälsorisket från kosmiska strålar och konstgjord tyngdkraft för att minimera förlusten av bentäthet och förmakning av muskler vid långa rymduppdrag. Andra väsentliga delar i ett livsstödssystem inkluderar förmågan att återvinna luft och vatten, upprätthålla optimal värme och fuktighet för mänsklig komfort och matlagrings- och avfallssystem.
Miljökontroll- och livssupportsystemet (ECLSS) på den internationella rymdstationen (ISS) tillhandahåller en bra modell av ett livssupportsystem som måste anpassas för alla lång bemannade rymdskeppsresor inom en snar framtid, till exempel en mänsklig resa till Mars. ECLSS tjänar främst funktionen av att rena luften ombord på ISS för partiklar, mikroorganismer och oönskade gaser såsom utandad CO 2 och flyktiga organiska föreningar som släpps ut av utrustning eller last. Systemet upprätthåller också ett korrekt atmosfärstryck och vattenånga, vilket underlättar en enhetlig temperatur och tryck i hela stationen. Vatten renas också av ECLSS, tillsammans med dess förmåga att tillhandahålla färskt syre för andning.
Medan det livsstödssystem som ECLSS använder är pålitligt och hållbart, är det inte helt självständigt. Det mesta av vattnet på stationen återvinns och återanvänds flera gånger, inklusive som en källa för syreproduktion, men stationen måste ändå regelbundet förses med vatten. Detta beror delvis på att vatten bryts ned för att skapa syre, och vätet som skapas i elektrolysprocessen för att göra detta ventileras ut i rymden. Forskning pågår för att utveckla en koldioxidreduktionsenhet (CReA) som kommer att reagera avfallsvät med CO 2 som andas ut av besättningen för att generera färskvatten och metanbränsle.
Resor med lång varaktighet in i djup rymden som kan ta månader till år kommer att kräva ett stängt ekologiskt system som är helt självförsörjande. En av huvudkomponenterna för detta kommer att vara en form av energikälla som är mer hållbar än PSM-enheter (Power Supply Module) som ISS använder för att bryta ner vatten och rena det, samt ge värme, ljus och el till stationen. Det kommer inte heller att vara möjligt att transportera allt vatten och luft som krävs för sådana resor från början, och regenerativ utrustning kommer att krävas för att tillverka rent vatten och luft under resan.
En av metoderna för att upprätta ett fungerande primärlivssystem för att förse mat, luft och vatten har varit genom Biosphere och Mars on Earth (MoE) -projekt sponsrade av US National Aeronautics and Space Administration (NASA). De försöker simulera levnadsförhållandena i en miljö som är helt isolerad från yttre tillförsel. Ett effektivt växtbaserat livssupportsystem som skapats genom denna forskning kan rena luften och vattnet samt vara en källa till mat. NASA ser sex avgörande element för livsstöd som måste tas upp i sitt Advanced Life Support Project (ALS). Dessa inkluderar att hantera grunderna för ren mat, vatten och luft och logistiken i fråga om biomassa, värme och avfall.
De långsiktiga effekterna av mänsklig rymdflukt kan också vara skadliga på grund av strålning, viktlöshet och psykologisk isolering av besättningen. Skärmning ombord på fartyget kan skydda besättningen från en del av strålningen i rymden. Att rotera ett rymdskepp på sin centrala axel när det rör sig mot dess destination kan också generera en simulerad tyngdnivå längs dess yttre skrov, på grund av effekterna av centripetalacceleration.
Ryska kosmonauter har den mest omfattande erfarenheten med isolering ombord på rymdstationer som kretsar runt jorden. 2002 genomförde de ett experiment som kallas Simulation of the Flight of International Crew på rymdstationen (SFINCSS) där frivilliga tog turer i åtta månader i ett trångt utrymme. En historia med uppdrag med lång varaktighet på den ryska Mir-rymdstationen ses också som mycket värdefull medicinsk och psykologisk information. Det kan vara avgörande för att förbereda sig för effekterna som besättningen kan möta på ett och ett halvt långt uppdrag till planeten Mars.