Planéta sa zahrieva, oceány oxidujú, lesy Amazonky sú v ohni a Arktída je namiesto snehu pokrytá mikroplastami. Podľa odborníkov je škoda spôsobená ľudstvom tak veľká, že globálna ekologická katastrofa sa už začala. Dokonca aj optimistom je ťažké poprieť, že naša ekologická stopa je skôr ako stopy ťažkých topánok, ktoré pošliapame tvár planéty. Na tomto ponurom pozadí sa vynára rozumná otázka: nie je bezohľadné vyhodiť obrovské množstvo peňazí na poslanie ľudí do hlbokého vesmíru, do iných svetov? Alebo naopak, je to cynické riešenie naliehavých problémov planéty, ktorá padá do chvosta?
Cestovanie do vesmíru však môže ľudstvu poskytnúť excentrickým miliardárom oveľa viac než len záchranu slamy. Či už je to moderná kozmická loď na nízkej obežnej dráhe Zeme alebo budúce základne na Mesiaci alebo na Marse, budeme musieť rovnakým spôsobom reprodukovať životný cyklus mimo našej planéty. A pre súčasné a budúce vesmírne lety sú potrebné technológie uzavretého cyklu a univerzálneho spracovania - poskytnú nevyčerpateľný tok vody, vzduchu a potravín.
Na druhej strane už vieme, ako ohrozujeme planétu a čo s tým treba urobiť. „Všetky nástroje, ktoré potrebujete pre trvalo udržateľný život, sú tu a teraz,“uviedla Kate Marvel, klimatologka z Kolumbijskej univerzity a spolupracovník NASA. „Áno, problém zmeny klímy stále nemôžeme vyriešiť, ale vôbec nie, pretože nás priťahuje vesmír.“Vesmírne lety nemôžu zachrániť Zem, a to ešte viac s naivnými snami opustiť svoju domovskú planétu.
Poľnohospodárske plechovky
Bez technologických inovácií vo vesmíre nie je možné prežiť, ale minulé rozhodnutia mali čisto dočasný charakter. Nezabudnite na sériu letov s posádkou NASA na kozmickej lodi Apollo - ich maximálna dĺžka bola 12 dní. Ale zmena je hneď za rohom: Správa Trumpa sľubuje pristáť na Mesiaci do roku 2024. Luke Robertson, vedecký pracovník letových testov v Kennedyho vesmírnom stredisku NASA, tvrdí, že agentúra má v úmysle do roku 2028 na lunárnom povrchu vybudovať udržateľnú infraštruktúru, ktorá si bude vyžadovať dlhodobé obnoviteľné skladovanie potravín, vzduchu a vody.
Niektoré z týchto technológií idú nad rámec astronautiky. Nakoniec, pomerne málo vynálezov vyvinutých vesmírnymi agentúrami sa presunulo do komerčného sektora. Zoberme si napríklad niekoľko ekologicky orientovaných projektov - vrátane udržateľnej výroby ropy a využívania LED osvetlenia na pestovanie plodín.
Zber úrody v priestore nie je triviálna úloha. Takže technológie ako špecializované osvetlenie a pokročilé senzory hrajú kľúčovú úlohu na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS), kde sa na výrobu potravín používajú energeticky efektívne metódy, ako napríklad systém Veggi, vysvetľuje pestovateľ NASA Joya Massa. Rastlinky LED na pestovanie rastlín sa prvýkrát použili v osemdesiatych rokoch ako súčasť experimentov NASA. Massa dnes poznamenáva, že táto technológia šetrí obrovské množstvo energie pri pestovaní skleníkových plodín.
Propagačné video:
NASA tiež spolupracovala s Florikanom. Táto spoločnosť vyvíja hnojivá potiahnuté polymérom, ktoré uvoľňujú živiny pomaly a postupne. Pomáha to znižovať odtok hnojiva do životného prostredia a znižovať škody na životnom prostredí. Hnojivá, hovorí Massa, sa úspešne používajú vo vesmíre a osvedčili sa na ISS. Aj keď sú určené na ďalšie použitie vo vesmíre, úspešne sa používajú aj v komerčnom poľnohospodárstve.
Niektoré environmentálne inovácie sa objavili len preto, že NASA pracuje na zodpovednom environmentálnom manažmente, hovorí Daniel Lockney, vedúci transferu technológií. Budovanie vesmírneho vybavenia na Zemi je chaotický podnik. Palivá, farby, rozpúšťadlá a iné toxické materiály sa môžu uvoľňovať do životného prostredia. Preto spoločnosť NASA vyvinula emulgované železo s nulovou valenciou (EZVI), materiál, ktorý sa „nalepuje“na chlórované rozpúšťadlá v podzemnej vode. Pôvodne sa používal na čistenie miest vypustenia, ale postupne sa používal v chemických závodoch a silne kontaminovaných lokalitách v rámci vládneho programu Superfund.
Kozmonauti aj pozemšťania potrebujú zásobu pitnej vody. Otrávená voda zabíja každý rok milióny ľudí a všetky prostriedky sú dobré, aby sa zabránilo tejto tragédii.
Dobrým príkladom toho, ako môže NASA vyriešiť tento problém, je mikrobiologický spätný ventil. Systém bol pôvodne vyvinutý pre americké kozmické lode, ale jeho inovovaná verzia je nainštalovaná na palube ISS a pasívne zabraňuje škodlivým mikroorganizmom preniknúť do nádrží na pitnú vodu. Ďalšie úpravy prebiehajú na Zemi, udržiavajúc čistotu vody v znečistených oblastiach bez prístupu k elektrine - a v zubných ordináciách. (Pamätáte si na tekutinu, ktorú si vypláchnete ústa po tom, čo ste navštívili lekára? No, táto voda prešla rovnakým čistením, aby sa minimalizovalo riziko orálnych infekcií.)
Roberson a Melanie Pickett, vedkyňa NASA s PhD., Pracujú na systémoch na čistenie vody pre vesmírne cestovanie vrátane ISS. Odpadová voda je teraz čistená chemikáliami. „Ale tieto chemikálie nie sú udržateľné,“hovorí Roberson. Systém vyžaduje neustále doplňovanie zo Zeme. On a Pickett vyvíjajú nové systémy, ktoré využívajú rastliny a mikróby na spracovanie odpadu. Nakoniec sa to ukáže ako nové slovo v práci toaliet a septikov na Zemi.
Rovnako ako vo vode nie je ľahké vyrábať priedušný vzduch neobmedzeným zdrojom vo vesmíre. Na ISS je kyslík tradične získavaný z vody - musí sa neustále privádzať zo Zeme, čo je drahé a nehospodárne. Európska vesmírna agentúra (ESA) sa od roku 2018 snaží obracať veci s novým, pokrokovým systémom s uzavretou slučkou, ktorý odstraňuje oxid uhličitý z atmosféry vesmírnej stanice, uvoľňuje kyslík na doplnenie priedušného vzduchu a šetrí vodu.
Aj keď sú systémy zachytávania uhlíka v neprimerane veľkom rozsahu a s rôznymi prevádzkovými požiadavkami veľmi užitočné na Zemi ako súčasť komplexného riešenia klimatických problémov. Technológia vyvinutá pre vesmír môže dobre fungovať na Zemi.
Náhodné dodatočné účinky
Jedným z hlavných princípov všetkých týchto inovácií je, že sa zbytočne nič nestráca. Massa poznamenáva, že vo vesmíre je dokonca aj odpad považovaný za hodnotný zdroj a nie je ľahké ho zlikvidovať. Toto je základ pre systémy s uzavretou slučkou: v ideálnom prípade sa všetky komponenty spracúvajú bez výnimky a vôbec sa nevytvára žiadny odpad. Predstavte si uzavreté terárium, v ktorom ekosystémy miniatúrnych rastlín žijú a prosperujú celé desaťročia bez najmenšieho vonkajšieho rušenia.
Microecological Life Support System Alternative alebo Melissa (MELiSSA) projekt prísne dodržiava tento princíp. Tento projekt sa pod záštitou Európskej vesmírnej agentúry (ESA) snaží vytvoriť uzavretý systém na podporu biologického života pomocou neustáleho zlepšovania pilotného závodu v Barcelone.
Pilotná elektráreň, ktorá používa fotosyntézu na spracovanie odpadu, čistenie vzduchu, prívod kyslíka a výrobu potravín, nie je obývaná astronautmi, ale potkanmi. Počas svojej práce sa už niekoľko generácií zvierat zmenilo a doteraz medzi nimi neboli žiadne obete. Na ISS sa úspešne používa niekoľko experimentov súvisiacich s Melissou - napríklad Artemiss na výrobu potravinovej biomasy a kyslíka z fotosyntézy.
Projekt sa začal v roku 1989 s cieľom vytvoriť systém na podporu života posádky na dlhej medziplanetárnej ceste do polovice 20. rokov minulého storočia. Jeho výsledky boli sľubné, hovorí Christophe Lasseur, vedúci Melissa v ESA. Napríklad, rovnaká technológia čistenia moču sa môže použiť na odľahlé oblasti a miesta katastrof - šetriť peniaze na nákladnú prepravu pitnej vody z diaľky.
Vznešené ideály sú jedna vec, ale kritériom všetkej pravdy je prax. Nie všetky inovácie sa realizujú a okrem toho to určite nie je cez noc. Ako vysvetľuje Robertson, dosiahnutie vlastných obchodných vynálezov trvá v priemere sedem až desať rokov. Melissa je navrhnutá na 50 rokov.
Musíme byť trpezliví. "V skutočnosti je to veľmi prezieravé," hovorí Lockney. „Nepochybujeme o tom, že voda je mokrá. Investovanie do nových experimentov nám skôr či neskôr poskytne vynálezy, z ktorých bude mať úžitok celé ľudstvo. ““
Inovácie iba podčiarkujú potrebu investovať do projektovania a vývoja. „Najzajímavejšie na vede je to, že nikdy nevieš, čo sa nakoniec stane,“hovorí Marvel. Nakoniec nikto netušil, že internet a veľký hadrónsky urýchľovač sa z toho istého úsilia ukážu.
Astronómovia už okrem dlhých dodacích lehôt a prvku nepredvídateľnosti pomohli vytvoriť celý rad účinných (ak nie revolučných) spotrebiteľských technológií. Prečo sú stále málo známe širokej verejnosti? Chad Anderson, generálny riaditeľ rizikovej kapitálovej skupiny Space Angels, verí, že niektoré z nich možno pripísať zlému marketingu.
Anderson je presvedčený, že prenos technológií z vesmíru viedol k významnému pokroku v udržateľnej výrobe, ako aj vo viac svetských oblastiach dopravy, zdravotníctva a komunikácií. Problém je v tom, že vesmírne agentúry nedokážu efektívne propagovať svoje príbehy o úspechu širokej verejnosti. „Vesmírne spoločnosti sú známe zlou sebapropagáciou,“hovorí Anderson.
Je ironické, že Anderson hovorí, že riešenie súčasnej situácie odráža ešte väčšiu výzvu. Vezmime si napríklad firemnú publikáciu NASA Spinoff magazine, ktorá od roku 1976 pokrýva technologické inovácie. Napriek solídnemu rodokmeňu zostáva časopis vysoko špecializovanou a neprístupnou publikáciou - takmer nikdy sa nečíta a mnohí o nej nikdy nepočuli. V záujme záujmu verejnosti a oslovenia všeobecného čitateľa odporúča Anderson jasnejšie zdôrazniť vzťah medzi astronautikou a každodenným životom.
Zlatko, zmenšil som planétu
Nech je to akokoľvek, environmentálne inovácie sú vítané, ale nemôžeme sa spoliehať len na technologické riešenia. Krajina je veľmi obývateľná, hovorí Marvel, a nie je nič, čo by sa malo snažiť presunúť do plechoviek. Našťastie, niektoré projekty nám nielenže umožňujú prežiť vo vesmíre, ale pomáhajú nám lepšie spoznať našu planétu.
Zoberte slávnu biosféru 2 v Arizone. V 90. rokoch sa tu uskutočnil špičkový experiment: starostlivo vybraní muži a ženy boli na dva roky umiestnení do určitého izolovaného biotopu, aby sledovali vývoj svojich vzťahov a ekosystémov (za predpokladu, že „biosféra-1“je Zem).
Aj keď sa väčšina „biosféry-2“spomínala ako epizóda, keď hladina kyslíka klesla natoľko, že bol ohrozený život obyvateľov a bol potrebný zásah zvonku, experiment bol úspešnejší, ako by sa mohlo zdať. Vedci pochopili veľa o systémoch na podporu života na Zemi a rôzne vedecké diela sa vylievali ako hojnosť. Toto bola v skutočnosti myšlienka: porozumieť rôznym systémom Zeme s cieľom lepšie riadiť planétu, vysvetľuje John Adams, súčasný zástupca riaditeľa zariadenia, ktorý neskôr prešiel na arizonskú univerzitu.
Dnes sa v ňom reprodukuje niekoľko modelových ekosystémov - od prírodných dažďových pralesov až po oceánske masy. Vedci a jednotlivci manipulujú s rôznymi prvkami týchto ekosystémov a snažia sa pochopiť, ako fungujú (a rozpadávajú sa) ich skutočné náprotivky.
Na rovnakom mieste, ale nie v rámci počiatočného experimentu „Biosféra-2“, funguje Observatórium pre vývoj krajiny. Pozostáva z troch mohutných štruktúr postavených na svahu sopečného čadiča, ktorý sa v mnohých ohľadoch podobá na Mars. Peter Troch, vedecký riaditeľ biosféry 2, vysvetľuje, že observatórium pomáha pochopiť, ako premeniť neživú krajinu na niečo udržateľné. „Fyzický a biologický svet je zvyčajne spolu pevne zvarený a nie je ľahké ich oddeliť, aby pochopili dynamiku svojich vzťahov a znova ich spojili,“hovorí Adams. Na toto „ekologické otvorenie“je určené Observatórium vývoja krajiny.
Hoci sa táto práca zameriava predovšetkým na vesmírne prostredie, poznamenáva Troch, získané znalosti by mohli pomôcť obnoviť najťažšie poškodené ekosystémy Zeme. „Či už vo vesmíre alebo na Zemi, riešime rovnaké problémy,“hovorí Daniele Laurini, vedúci výskumných systémov ESA.
Tu je prvoradé pochopenie Zeme. „Ak stále nechápeme, ako fungujú pozemské systémy, vďaka ktorým žijeme a od ktorých sme závislí, prečo sme si predstavovali, že by sme ich mohli znovu vytvoriť?“Pýta sa Adams.
Vesmírne technológie určite zohrávajú kľúčovú úlohu - a to nielen v systémoch na podporu života. Koniec koncov, vďaka rovnakým satelitom sme už niekoľko desaťročí pozorovali planétu s bezprecedentnou úrovňou detailov. Pre klimatológov a environmentalistov to bol moment povodia, poznamenáva Marvel.
Ak však udržíme Zem vhodnú na život - a my sme už dosť schopní vyriešiť túto krízu -, čo má zmysel usilovať o hviezdy? Na Marse môžeme produkovať kyslík, aby sme mali niečo, čo môžeme dýchať, alebo pestovať šalát na Mesiaci, aby sme mali niečo, ale Zem nám to všetko už poskytla, hovorí Massa. Možno, že premýšľa, výzvy prežitia vo vesmíre spôsobia, že ľudia ocenia viac vecí, ktoré doma považujeme za samozrejmé.
Robin George Andrews