Adakah Penerbangan Angkasa Akan Menyelamatkan Planet Ini? - Pandangan Alternatif

Isi kandungan:

Adakah Penerbangan Angkasa Akan Menyelamatkan Planet Ini? - Pandangan Alternatif
Adakah Penerbangan Angkasa Akan Menyelamatkan Planet Ini? - Pandangan Alternatif

Video: Adakah Penerbangan Angkasa Akan Menyelamatkan Planet Ini? - Pandangan Alternatif

Video: Adakah Penerbangan Angkasa Akan Menyelamatkan Planet Ini? - Pandangan Alternatif
Video: Richard Branson Berhasil Meluncur ke Luar Angkasa dalam Penerbangan Virgin Galactic | tvOne Minute 2024, Mac
Anonim

Planet ini memanas, lautan mengoksidasi, hutan Amazon terbakar, dan Kutub Utara ditutup dengan mikroplastik dan bukannya salji. Bahaya dari manusia, kata para pakar, sangat dahsyat sehingga bencana ekologi global telah bermula. Malah orang optimis sukar untuk menafikan bahawa jejak ekologi kita lebih seperti jejak kasut berat yang kita menginjak-injak wajah planet ini. Dengan latar belakang yang suram ini, ada pertanyaan yang wajar: adakah tidak melulu membuang sejumlah besar wang untuk menghantar orang ke luar angkasa, ke dunia lain? Atau mungkin, sebaliknya, ini adalah penyelesaian sinis untuk masalah mendesak planet yang jatuh ke ujung ekor?

Walaupun begitu, perjalanan ruang angkasa mungkin memberikan manusia lebih dari sekadar jerami yang menyelamatkan nyawa bagi jutawan eksentrik. Sama ada kapal angkasa moden di orbit Bumi rendah atau pos-pos terdepan di Bulan atau Marikh, kita harus menghasilkan semula kitaran hidup di luar planet kita satu atau lain cara. Dan untuk penerbangan angkasa semasa dan masa depan, teknologi kitaran tertutup dan pemprosesan sejagat diperlukan - mereka akan menyediakan aliran air, udara dan makanan yang tidak habis-habisnya.

Sebaliknya, kita sudah tahu bagaimana kita membahayakan planet ini, dan apa yang perlu dilakukan mengenainya. "Semua alat yang anda perlukan untuk kehidupan lestari ada di sini dan sekarang," kata Kate Marvel, ahli klimatologi Universiti Columbia dan rakan NASA. "Ya, kita masih tidak dapat menyelesaikan masalah perubahan iklim, tetapi tidak sama sekali kerana kita tertarik dengan ruang angkasa." Penerbangan angkasa sahaja tidak dapat menyelamatkan Bumi, dan lebih-lebih lagi dengan impian naif untuk meninggalkan planet asal mereka.

Tong Tin Pertanian

Tidak mungkin bertahan tanpa inovasi teknologi di angkasa lepas, tetapi keputusan masa lalu hanya bersifat sementara. Ingat sahaja siri penerbangan berawak oleh NASA di kapal angkasa Apollo - jangka masa maksimum mereka mencapai 12 hari. Tetapi perubahan hampir tiba: pentadbiran Trump berjanji untuk mendarat di bulan menjelang 2024. Luke Robertson, saintis ujian penerbangan kanan di Pusat Angkasa Kennedy NASA, mengatakan bahawa agensi itu berhasrat untuk membina infrastruktur lestari di permukaan bulan menjelang 2028, yang memerlukan penyimpanan makanan, udara dan air jangka panjang yang dapat diperbaharui.

Sebilangan teknologi ini akan melampaui astronautik. Akhirnya, beberapa penemuan yang dikembangkan oleh agensi angkasa berpindah ke sektor komersial. Ambil, sebagai contoh, sejumlah projek berorientasi ekologi - termasuk pengeluaran minyak lestari dan penggunaan lampu LED untuk penanaman tanaman.

Menuai tanaman di ruang angkasa bukanlah tugas yang remeh. Oleh itu, teknologi seperti pencahayaan khusus dan sensor canggih memainkan peranan penting di Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS), di mana kaedah cekap tenaga seperti sistem Veggi digunakan untuk menghasilkan makanan, jelas penanam NASA, Gioia Massa. LED pertumbuhan tanaman pertama kali digunakan pada tahun 1980-an sebagai sebahagian daripada eksperimen NASA. Hari ini, Massa menyatakan, teknologi ini menjimatkan sejumlah besar tenaga dalam pengeluaran tanaman rumah hijau.

Video promosi:

NASA juga bekerjasama dengan Florikan. Syarikat ini sedang mengembangkan baja bersalut polimer yang melepaskan nutrien secara perlahan dan sedikit demi sedikit. Ini membantu mengurangkan limpahan baja ke persekitaran dan mengurangkan kerosakan persekitaran. Baja, kata Massa, telah berjaya digunakan di angkasa dan telah membuktikan diri mereka dengan baik di ISS. Walaupun mereka dimaksudkan untuk penggunaan lebih lanjut di ruang angkasa, mereka juga berjaya digunakan dalam pertanian komersial.

Beberapa inovasi alam sekitar hanya berlaku kerana NASA berusaha ke arah pengurusan persekitaran yang bertanggungjawab, kata Daniel Lockney, ketua pemindahan teknologi. Membina peralatan angkasa di Bumi adalah perniagaan yang tidak kemas. Bahan bakar, cat, pelarut dan bahan toksik lain boleh dilepaskan ke persekitaran. Inilah sebabnya mengapa NASA mengembangkan besi valensi sifar yang diemulsi (EZVI), bahan yang "melekat" pada pelarut berklorin di dalam air bawah tanah. Pada awalnya digunakan untuk membersihkan lokasi pelancaran, tetapi secara bertahap ia digunakan di pabrik kimia dan situs yang sangat tercemar di bawah program Superfund pemerintah.

Kosmonot dan penduduk bumi memerlukan bekalan air minuman. Air beracun membunuh berjuta-juta orang setiap tahun, dan semua kaedah baik untuk mencegah tragedi ini.

Contoh baik bagaimana NASA dapat menyelesaikan masalah ini ialah injap pemeriksaan mikrobiologi. Sistem ini pada mulanya dikembangkan untuk kapal angkasa Amerika, tetapi versi yang lebih baik dipasang di ISS, secara pasif mencegah mikroba berbahaya memasuki tangki air minum. Pengubahsuaian lain dilakukan di Bumi, menjaga kebersihan air di kawasan yang tercemar tanpa akses elektrik - dan dalam pembedahan pergigian. (Ingat cairan yang anda bilas setelah berjumpa doktor? Nah, air ini telah melalui pembersihan yang sama untuk mengurangkan risiko jangkitan mulut.)

Roberson dan Melanie Pickett, seorang Saintis NASA dengan PhD, sedang mengusahakan sistem pembersihan air untuk perjalanan angkasa, termasuk ISS. Air sisa kini dirawat dengan bahan kimia. "Tetapi bahan kimia ini tidak tahan lama," kata Roberson. Sistem ini memerlukan pengisian berterusan dari Bumi. Dia dan Pickett sedang mengembangkan sistem baru yang menggunakan tanaman dan mikrob untuk memproses sisa. Pada akhirnya, ini akan menjadi perkataan baru dalam kerja tandas dan tangki septik di Bumi.

Seperti air, menjadikan udara bernafas sebagai sumber yang tidak terbatas di ruang angkasa jauh dari mudah. Di ISS, oksigen secara tradisional diekstrak dari air - ia mesti selalu dibawa masuk dari Bumi, yang mahal dan boros. Sejak 2018, Agensi Angkasa Eropah (ESA) telah berusaha mengubah keadaan dengan sistem gelung tertutup yang baru dan lebih baik yang menghilangkan karbon dioksida dari atmosfera di stesen angkasa, melepaskan oksigen untuk mengisi udara yang dapat bernafas, dan menjimatkan air.

Walaupun pada skala yang lebih besar dan dengan keperluan operasi yang berbeza, sistem penangkapan karbon akan sangat berguna di Bumi sebagai sebahagian daripada penyelesaian yang komprehensif untuk masalah iklim. Teknologi yang dikembangkan untuk angkasa boleh berfungsi di Bumi.

Kesan tambahan secara rawak

Salah satu prinsip utama semua inovasi ini adalah bahawa tidak ada yang sia-sia. Di ruang angkasa, Massa mencatat, malah sampah dianggap sumber yang sangat berharga dan melulu membuangnya. Ini adalah asas untuk sistem gelung tertutup: idealnya, semua komponen diproses tanpa pengecualian, dan tidak ada sampah yang diciptakan sama sekali. Bayangkan terarium tertutup di mana ekosistem tanaman mini hidup dan berkembang selama beberapa dekad tanpa sedikit pun gangguan luar.

Projek Alternatif Sistem Sokongan Hidup Mikroekologi atau Melissa (MELiSSA) mengikuti prinsip ini. Dengan bantuan kilang perintis yang terus diperbaiki di Barcelona, projek ini, di bawah naungan Agensi Angkasa Eropah (ESA), berusaha untuk mewujudkan sistem sokongan kehidupan biologi tertutup.

Loji perintis, yang menggunakan fotosintesis untuk memproses sisa, membersihkan udara, membekalkan oksigen dan menghasilkan makanan, dihuni bukan oleh angkasawan, tetapi oleh tikus. Selama bekerja, beberapa generasi haiwan telah berubah, dan hingga kini belum ada korban di antara mereka. Sejumlah eksperimen yang berkaitan dengan Melissa - misalnya, Artemiss, untuk menghasilkan biomassa makanan dan oksigen dari fotosintesis - berjaya disebarkan di ISS.

Projek ini dilancarkan pada tahun 1989 untuk mewujudkan sistem sokongan hidup bagi kru dalam perjalanan antarplanet yang panjang pada pertengahan tahun 2020-an. Hasilnya sangat menjanjikan, kata Christophe Lasseur, ketua Melissa di ESA. Sebagai contoh, teknologi pemurnian air kencing yang sama dapat diterapkan ke kawasan terpencil dan tempat bencana - menjimatkan wang untuk pengangkutan air minum yang mahal dari jauh.

Cita-cita tinggi adalah satu perkara, tetapi kriteria kebenaran adalah amalan. Tidak semua inovasi direalisasikan, dan selain itu, semestinya tidak semalaman. Seperti yang dijelaskan oleh Robertson, rata-rata memerlukan tujuh hingga sepuluh tahun untuk penemuannya sendiri untuk mencapai tahap komersial. Melissa direka selama 50 tahun.

Kita harus bersabar. "Sebenarnya, ini sangat berpandangan jauh," kata Lockney. "Kami tidak ragu bahawa airnya basah. Oleh itu, melabur dalam eksperimen baru lambat laun akan memberi kita penemuan yang akan memberi manfaat kepada seluruh umat manusia."

Inovasi ini hanya menekankan keperluan untuk melabur dalam reka bentuk dan pembangunan. "Perkara yang paling ingin tahu mengenai sains ialah anda tidak pernah tahu apa yang akan terjadi pada akhirnya," kata Marvel. Pada akhirnya, tidak ada yang menduga bahawa Internet dan Large Hadron Collider akan berubah dari usaha yang sama.

Selain dari masa pendahuluan yang panjang dan elemen yang tidak dapat diramalkan, angkasawan telah membantu mewujudkan pelbagai teknologi pengguna yang berkesan (jika tidak revolusioner). Mengapa mereka masih kurang dikenali oleh masyarakat umum? Chad Anderson, Ketua Pegawai Eksekutif kumpulan modal teroka Space Angels, percaya sebahagiannya boleh dikaitkan dengan pemasaran yang buruk.

Anderson percaya bahawa pemindahan teknologi dari angkasa telah membawa kemajuan yang signifikan dalam pembuatan yang mampan, dan juga di bidang pengangkutan, penjagaan kesihatan dan komunikasi yang lebih biasa. Masalahnya ialah agensi luar angkasa gagal mengiklankan kisah kejayaan mereka dengan berkesan kepada masyarakat umum. "Syarikat angkasa terkenal dengan promosi diri yang buruk," kata Anderson.

Ironinya, kata Anderson, menangani situasi semasa menggambarkan cabaran yang lebih besar. Contohnya, ambil majalah Spinoff penerbitan korporat NASA, yang telah merangkumi inovasi teknologi sejak tahun 1976. Walaupun mempunyai silsilah yang kukuh, majalah ini tetap menjadi penerbitan yang sangat khusus dan tidak dapat diakses - ia hampir tidak pernah dibaca, dan banyak yang tidak pernah mendengarnya. Untuk menarik minat orang ramai dan menjangkau pembaca umum, Anderson mengesyorkan agar hubungan antara astronautik dan kehidupan seharian ditekankan dengan lebih jelas.

Sayang, saya mengecilkan planet ini

Walaupun begitu, inovasi persekitaran boleh diterima, tetapi kita tidak boleh bergantung pada penyelesaian teknologi semata-mata. Tanah itu cukup boleh didiami, kata Marvel, dan tidak ada yang berusaha untuk berpindah ke tong. Nasib baik, beberapa projek bukan sahaja membolehkan kita bertahan di angkasa, tetapi membantu kita mengenal planet kita sendiri dengan lebih baik.

Ikuti Biosfera 2 yang terkenal di Arizona. Pada tahun 1990-an, eksperimen canggih dilakukan di sini: lelaki dan wanita yang dipilih dengan teliti ditempatkan di semacam habitat terpencil selama dua tahun untuk memerhatikan perkembangan hubungan dan ekosistem mereka (Dengan andaian bahawa "Biosfer-1" adalah Bumi).

Walaupun sebagian besar "Biosfera-2" dikenang untuk episod ketika tahap oksigen turun begitu banyak sehingga kehidupan penduduk dalam bahaya dan diperlukan campur tangan luar, percubaan itu lebih berjaya daripada yang kelihatannya. Para saintis telah memahami banyak tentang sistem sokongan kehidupan di Bumi, dan pelbagai karya ilmiah dicurahkan seperti cornucopia. Sebenarnya, inilah idea: untuk memahami pelbagai sistem Bumi agar dapat mengurus planet ini dengan lebih baik, jelas John Adams, wakil pengarah kemudahan semasa, yang kemudiannya diteruskan ke University of Arizona.

Hari ini, laman web ini menghasilkan semula beberapa ekosistem model - dari hutan hujan naturalistik hingga jisim lautan. Dengan memanipulasi pelbagai elemen ekosistem ini bersama dan secara individu, saintis cuba memahami bagaimana rakan sejawatnya di dunia nyata berfungsi (dan pecah).

Di tempat yang sama, tetapi tidak dalam kerangka eksperimen awal "Biosphere-2", Observatorium Landskap Evolusi berfungsi. Ia terdiri daripada tiga struktur besar yang dibina di lereng basalt gunung berapi, yang dalam banyak hal menyerupai medan Marikh. Peter Troch, Pengarah Sains Biosfera 2, menjelaskan bahawa balai cerap membantu memahami bagaimana mengubah landskap yang tidak bernyawa menjadi sesuatu yang lestari. "Biasanya, dunia fizikal dan biologi dilekatkan dengan erat, dan tidak mudah untuk memisahkannya untuk memahami dinamika hubungan mereka dan menghubungkannya lagi," kata Adams. Observatorium Landskap Evolusi ditujukan untuk "pembukaan ekologi" ini.

Walaupun karya ini memberi tumpuan terutamanya pada persekitaran ruang angkasa, Troch mencatat, pengetahuan yang diperoleh dapat membantu memulihkan ekosistem Bumi yang paling teruk. "Sama ada di ruang angkasa atau di Bumi, kita menyelesaikan masalah yang sama," kata Daniele Laurini, ketua sistem penyelidikan ESA.

Pemahaman tentang Bumi adalah yang terpenting di sini. "Sekiranya kita masih tidak mengerti bagaimana sistem bumi berfungsi, berkat yang kita jalani dan di mana kita bergantung, lalu mengapa kita membayangkan bahawa kita dapat menciptakannya?" Adams bertanya.

Teknologi ruang angkasa tentu saja memainkan peranan penting - dan bukan hanya dalam sistem sokongan kehidupan. Bagaimanapun, berkat satelit yang sama, kita telah memerhatikan planet ini dengan tahap perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya selama beberapa dekad. Bagi ahli klimatologi dan ahli alam sekitar, ini adalah detik penting, kata Marvel.

Tetapi jika kita menjaga Bumi untuk hidup - dan kita sudah cukup mampu menyelesaikan krisis ini - maka apa gunanya berjuang untuk bintang-bintang? Kita dapat menghasilkan oksigen di Marikh sehingga kita mempunyai sesuatu untuk bernafas, atau menanam selada di Bulan sehingga kita mempunyai sesuatu, tetapi Bumi telah memberikan kita semua ini, kata Massa. Mungkin, dia merenung, cabaran bertahan hidup di angkasa akan membuat manusia lebih menghargai perkara yang kita anggap biasa di rumah.

Robin George Andrews

Disyorkan: