Žemė yra didelis erdvėlaivis, kurio „talpa“ jau pasiekė savo ribą

Mokslininkas siūlo - įsivaizduokite, kad jūsų gyvenimas vyksta tokioje vietoje, kur nuolat ribojami ištekliai: vanduo, oras, maistas ir energija. Jūsų išgyvenimas labai priklausys nuo to, kaip jūs valdysite išteklius ir savo perdirbimo įgūdžius. 

Būtent su tuo susiduria TKS esantys astronautai, su tuo susidurs ir pirmieji Mėnulio bei Marso gyventojai, rašo Space.com.

Taip žmonės turi gyventi ir Žemėje, jei nori saugoti aplinką.

Kosminė stotis arba ateivių bazė yra uždaro ciklo sistema. Ji turi pati pasigaminti savo išteklius, o tada juos perdirbti, grąžinti į sistemą, nes visko kiekis yra ribotas.

Jei bus sunaudota per daug, astronautams gali pritrūkti oro, maisto, vandens ar energijos, o tai gali būti pražūtinga. 

Žinoma, retkarčiais iš Žemės atkeliauja atsargų, todėl šios sistemos nėra 100 % uždaros. Tačiau mokslininkas teigia, kad iš tiesų uždaro ciklo sistema yra pati Žemė.

„Žemė turi savo apkrovą (gebėjimą atlaikyti apkrovą išlaikant normalų funkcionavimą - red. past.) 

Dar 1973 m. mokslininkai perspėjo, kad, planetai pradėjus artėti prie savo keliamosios galios ribos, netrukus žmonijai reikės per daug energijos, maisto, gėlo vandens ir ji taip užterš atmosferą, kad uždaro ciklo sistema taps nestabili“, - rašo ekspertas.

Tai matyti jau dabar - dėl klimato kaitos kyla vis daugiau sausrų, potvynių, miškų gaisrų ir kitų nelaimių.

Naujame Vokietijos aerokosminio centro tyrime išsamiai aprašoma, kaip Žemėje būtų galima pritaikyti technologijas, sukurtas gyvenimui uždaroje kosminėje buveinėje.

Pasak tyrimo autorių, kad kosminė buveinė išliktų uždaro ciklo sistema, ji turi atlikti kelias funkcijas. Kiekviena iš šių sistemų gali būti pritaikyta ir Žemėje.

Pirma, sistemoje turi būti auginami ir tiekiami ištekliai. Šiuo atveju ištekliai apibrėžiami kaip viskas, ko reikia buveinei funkcionuoti, pradedant maistu ir baigiant energija. 

Tačiau ši sąvoka turi būti kruopščiai valdoma, nes jei jos nekontroliuosime, viskas žlugs. Pavyzdžiui, jei per greitai išgausite visą vandens ledą iš Mėnulio regolito, jo ilgai neliks Mėnulio bazei aprūpinti.

Antrasis iššūkis - perdirbti šiuos išteklius, kad jie nebūtų sunaudojami per greitai. 

Uždaro ciklo buveinėje neperdirbtos atliekos brangiai kainuoja ir ilgainiui gali pabloginti buveinės būklę. Tokia situacija reikštų, kad tam tikri ištekliai kaskart tampa vis mažiau prieinami. Jos taip pat gali teršti aplinką, o tai vėlgi lemia aplinkos būklės blogėjimą.

Trečiasis aspektas yra savarankiškumas. Išskyrus periodinį tiekimą iš Žemės, kosminė buveinė turi sugebėti pasigaminti ir pataisyti viską, ko jai reikia.

Galiausiai, uždaro ciklo buveinė turi būti pakankamai stabili, kad galėtų neribotą laiką išlaikyti įgulą ir kitus gyvūnus ar augalus. Jei sistema sugenda dėl piktnaudžiavimo, buveinės gyvavimo trukmė labai sutrumpėja.

„Jau dabar aišku, kad kiekvieną iš šių punktų galima pritaikyti ir Žemėje“, - pabrėžia mokslininkas.

Kosminės technologijos Žemėje

Kosmose kuriamos technologijos gali būti naudingos ir Žemėje.

Paprasčiausias pavyzdys - saulės baterijos. Jos buvo išrastos dar 1954 m., anglimi kūrenamų elektrinių laikais. Tuo metu saulės baterijos nebuvo tokios populiarios, nes tuo metu Žemėje fotovoltiniai elementai neturėjo didelio pritaikymo.

Pirmą kartą saulės baterijos į kosmosą pakilo 1958 m., įrengtos palydove „Vanguard 1“. Iki 1970-ųjų šios baterijos tapo pakankamai galingos, kad jas būtų galima naudoti Žemėje. 

Šiandien saulės kolektorių galima rasti visur, vidutinis kolektorius per dieną pagamina 1,5 kilovatų elektros energijos, o iki 2023 m. saulės energija iš viso pagamins 5,5 proc. pasaulio elektros energijos be kenksmingų anglimi kūrenamų elektrinių išmetamų teršalų ar toksiškų branduolinių reaktorių atliekų.

Dar viena kosmose sukurta technologija, galinti padėti palaikyti tvaresnį gyvenimo būdą Žemėje, yra maisto technologija. 

TKS esantys astronautai augina javus

2021 m. TKS pirmą kartą buvo užaugintos salotos, kurių derlių nuėmė NASA astronautas Michaelas Hopkinsas. 

Eksperimento esmė buvo tai, kaip sėklos buvo pasodintos - jos buvo patalpintos į specialią „sėklų pagalvę“, kuri kontroliavo trąšų ir molio išsiskyrimą, o geresnei fotosintezei buvo naudojamos specialios LED lempos, kurios skleidė daugiau raudonos ir mėlynos šviesos.

Dabar šios lempos pritaikomos „vertikaliajam ūkininkavimui“ Žemėje - tvariam būdui auginti augalus, kurie neužima per daug žemės miesto vietovėse ir pakartotinai naudoja vandenį, panašiai kaip kosminėje stotyje.

Augindami maistą vertikaliuose ūkiuose, esančiuose netoli gyventojų centrų, žmonės gali sumažinti transporto išlaidas ir sumažinti intensyvaus ūkininkavimo, dėl kurio išmetama daug anglies dioksido, mastą.

Vandens ciklas

Kosminėse stotyse labai svarbu, kad vanduo būtų naudojamas pakartotinai, nes jį labai sunku transportuoti. 

Visas vanduo TKS perdirbamas naudojant vandens regeneravimo sistemą. Taigi kosminėje stotyje visi vandens garai, prakaitas ir net šlapimas perdirbami į geriamąjį vandenį.

Žemėje žmonėms gal ir nereikėtų gerti šlapimo vandens, tačiau pasaulyje yra daug vietų, kur gėlo vandens labai trūksta. 

NASA sukurta vandens atgavimo technologija buvo licencijuota bendrovėms, gaminančioms nešiojamuosius filtrus, kurie leidžia visuomenei gauti švaraus vandens iš užterštų šaltinių.

Anglies valymas

Anksčiau TKS deguonis buvo gaminamas naudojant sistemą, kuriai kasmet iš Žemės reikėdavo pristatyti apie 400 litrų vandens. Taigi tai nebuvo uždaro ciklo sistema.

Dabar ESA sukūrė naują pažangią uždarojo ciklo sistemą (Advanced Closed Loop System, ACLS), kuri 50 proc. stoties anglies dioksido gali paversti deguonimi ir kuriai nebereikia tiekti didžiulių kiekių vandens iš Žemės.

ACLS anglies dioksido perdirbimo įrenginyje maišomas iš oro išgautas vandenilis ir anglies dioksidas, kad susidarytų vanduo ir metanas. 

Metanas išmetamas į kosmosą kaip atliekos, tačiau deguonies gamybos įrenginys gali suskaidyti vandenį į deguonį ir vandenilį, kuris grąžinamas į ACLS sistemą ir ciklas pradedamas iš naujo.

Tačiau iki ACLS anglies dioksidas buvo šalinamas tik naudojant mineralą, vadinamą ceolitu, kurio poros yra pakankamai mažos, kad sulaikytų anglies dioksido molekules ir vėliau jas išleistų į kosmosą.

Stefano Brandani ir Giulio Santori iš Edinburgo universiteto mano, kad šią technologiją būtų galima panaudoti siekiant sumažinti anglies dioksido kiekį Žemės atmosferoje.

Mokslininkai teigia, kad milžiniški ventiliatoriai galėtų įsiurbti orą, kuriame yra anglies dioksido, ir siųsti jį į iš ceolitų pagamintas stotis, kurios pašalintų anglies dioksidą iš oro. 

Tokios stotys galėtų būti naudojamos netoli taršos šaltinių, šalinant anglies dioksidą iš pramoninių atliekų.

Nors anglies dioksido surinkimo technologija negali visiškai pašalinti anglies dioksido iš atmosferos ir užkirsti kelio visuotiniam atšilimui, ji gali padėti sušvelninti klimato kaitą.

„Dažnai girdime kritiką dėl brangių kosmoso programų, kad jos yra per brangi prabanga. Tačiau būtent kosmoso technologijos gali padėti mums geriau gyventi Žemėje“, - apibendrino astrofizikas Keithas Cooperis.

Šaltinis: focus.ua