Planeten varmes opp, verdenshavene oksiderer, Amazonas skoger er i brann, og Arktis er dekket med mikroplast i stedet for snø. Skadene fra menneskeheten, sier eksperter, er så stor at en global økologisk katastrofe allerede har begynt. Selv optimister har det vanskelig å benekte at det økologiske fotavtrykket vårt ligner fotavtrykkene til tunge sko som vi tråler ansiktet på planeten. På denne dystre bakgrunnen brygger det seg et fornuftig spørsmål: er det ikke hensynsløst å kaste ut enorme mengder penger for å sende mennesker ut i dype rom, til andre verdener? Eller kanskje, tvert imot, dette er en kynisk løsning på presseproblemene til en planet som faller i en halespinn?
Likevel kan romfarten godt gi menneskeheten mye mer enn bare et livreddende halm for eksentriske milliardærer. Enten det er moderne romfartøy i bane med lav jord eller fremtidige utposter på Månen eller Mars, vi må gjengi livssyklusen utenfor planeten vår på en eller annen måte. Og for nåværende og fremtidige romflyvninger er teknologier med lukket syklus og universell prosessering nødvendig - de vil gi en uuttømmelig strøm av vann, luft og mat.
På den annen side vet vi allerede hvordan vi setter planeten i fare, og hva som må gjøres med den. "Alle verktøyene du trenger for bærekraftig livsstil, er her og nå," sa Kate Marvel, klimatolog fra Columbia University og tilknyttet NASA. "Ja, vi kan fremdeles ikke løse problemet med klimaendringer, men ikke i det hele tatt fordi vi tiltrekkes av verdensrommet." Romflukter alene kan ikke redde jorden, og enda mer med naive drømmer om å forlate hjemmeplaneten.
Landbruk Tinnboks
Det er umulig å overleve uten teknologisk innovasjon i verdensrommet, men tidligere beslutninger var av rent midlertidig karakter. Bare husk serien med bemannede flyvninger fra NASA på Apollo-romfartøyet - deres maksimale varighet nådde 12 dager. Men endring er rett rundt hjørnet: Trump-administrasjonen lover å lande på månen innen 2024. Luke Robertson, senior flyvetestforsker ved NASAs Kennedy Space Center, sier byrået har til hensikt å bygge bærekraftig infrastruktur på månens overflate innen 2028, noe som vil kreve langsiktig, fornybar lagring av mat, luft og vann.
Noen av disse teknologiene vil gå utover astronautikk. Etter hvert migrerte ganske mange oppfinnelser utviklet av romfartsorganer til kommersiell sektor. Ta for eksempel en rekke økologisk orienterte prosjekter - inkludert bærekraftig oljeproduksjon og bruk av LED-belysning for avling.
Å høste avlinger i verdensrommet er ikke en triviell oppgave. Så teknologier som spesialisert belysning og avanserte sensorer spiller en nøkkelrolle ombord på den internasjonale romstasjonen (ISS), der energieffektive metoder som Veggi-systemet brukes til å produsere mat, forklarer NASA-produsenten Gioia Massa. LED-planter for plantevekst ble først brukt på 1980-tallet som en del av NASA-eksperimentene. I disse dager, bemerker Massa, sparer denne teknologien mye energi i produksjonen av drivhusavlinger.
Salgsfremmende video:
NASA jobbet også med Florikan. Dette selskapet utvikler polymerbelagte gjødsel som frigjør næringsstoffer sakte og gradvis. Dette bidrar til å redusere avrenning av gjødsel i miljøet og redusere miljøskader. Gjødsel, sier Massa, har blitt brukt i verdensrommet og har vist seg godt på ISS. Selv om de er ment for videre bruk i verdensrommet, brukes de også med hell i kommersielt landbruk.
Noen miljøinnovasjoner har bare oppstått fordi NASA jobber for ansvarlig miljøledelse, sier Daniel Lockney, leder for teknologioverføring. Å bygge romutstyr på jorden er en rotete virksomhet. Drivstoff, maling, løsemidler og andre giftige materialer kan frigjøres i miljøet. Dette er grunnen til at NASA utviklet emulgert nullvalensjern (EZVI) - dette materialet "fester seg" til klorerte løsningsmidler i grunnvann. Opprinnelig ble det brukt til å rydde opp utskytningssteder, men gradvis ble det brukt i kjemiske anlegg og sterkt forurensede steder under regjeringens Superfund-program.
Både kosmonauter og jordfugler trenger drikkevann. Forgiftet vann dreper millioner av mennesker hvert år, og alle virkemidler er gode for å forhindre denne tragedien.
Et godt eksempel på hvordan NASA kan løse dette problemet er den mikrobiologiske tilbakeslagsventilen. Systemet ble opprinnelig utviklet for amerikansk romfartøy, men den oppgraderte versjonen er installert ombord ISS, og passivt forhindrer skadelige mikrober fra å komme inn i drikkevannstankene. Andre endringer arbeider på Jorden, og holder vannet rent i forurensede områder uten tilgang til strøm - og i tannkirurger. (Husk væsken du skyller munnen med etter å ha sett legen din? Vel, dette vannet har gått gjennom den samme rengjøringen for å minimere risikoen for orale infeksjoner.)
Roberson og Melanie Pickett, en NASA-forsker med doktorgrad, jobber med vannrensingssystemer for romfart, inkludert ISS. Spillvann behandles nå med kjemikalier. "Men disse kjemikaliene er ikke bærekraftige," sier Roberson. Systemet krever konstant påfyll fra Jorden. Han og Pickett utvikler nye systemer som bruker planter og mikrober for å behandle avfall. Til syvende og sist vil dette vise seg å være et nytt ord i arbeidet med toaletter og septiktanker på jorden.
Som med vann er det langt fra enkelt å gjøre pustende luft til en ubegrenset ressurs i verdensrommet. På ISS blir oksygen tradisjonelt hentet ut fra vann - det må hele tiden hentes inn fra Jorden, noe som er dyrt og bortkastet. Siden 2018 har European Space Agency (ESA) forsøkt å snu ting med et nytt, forbedret lukket sløyfesystem som fjerner karbondioksid fra romstasjonens atmosfære, frigjør oksygen for å fylle pustende luft og sparer vann.
Om enn i uforholdsmessig stor skala og med forskjellige driftskrav, vil karbonfangstsystemer være svært nyttige på jorden som del av en omfattende løsning på klimaproblemer. Teknologi utviklet for rom kan godt virke på jorden.
Tilfeldige tilleggseffekter
Et av hovedprinsippene for alle disse innovasjonene er at ingenting er bortkastet. I verdensrommet, bemerker Massa, er til og med avfall ansett som en verdifull ressurs, og det er hensynsløst å avhende det. Dette er grunnlaget for lukkede loop-systemer: ideelt sett blir alle komponenter behandlet uten unntak, og det skapes ikke avfall i det hele tatt. Se for deg et forseglet terrarium der miniatyrplanteøkosystemer lever og trives i flere tiår uten den minste innblanding utenfor.
Prosjektet Microecological Life Support System Alternative eller Melissa (MELiSSA) følger strengt dette prinsippet. Ved hjelp av et kontinuerlig forbedret pilotanlegg i Barcelona, jobber dette prosjektet i regi av European Space Agency (ESA) for å lage et lukket biologisk livsstøttesystem.
Pilotanlegget, som bruker fotosyntesen for å behandle avfall, rense luft, levere oksygen og produsere mat, er bebodd ikke av astronauter, men av rotter. Under arbeidet hennes har flere generasjoner med dyr allerede endret seg, og hittil har det ikke vært noen ofre blant dem. En rekke Melissa-relaterte eksperimenter - for eksempel Artemiss, som produserer matbiomasse og oksygen fra fotosyntesen - blir implementert på ISS.
Prosjektet ble lansert i 1989 for å lage et livsstøttesystem for mannskapet på en lang interplanetær reise midt på 2020-tallet. Resultatene har vært lovende, sier Christophe Lasseur, leder av Melissa ved ESA. For eksempel kan den samme urinrenseteknologien brukes på fjerntliggende områder og katastrofesider - og sparer penger på kostbar transport av drikkevann langveisfra.
Høye idealer er en ting, men kriteriet for all sannhet er praksis. Ikke alle nyvinninger blir realisert, og dessuten er det absolutt ikke over natten. Som Robertson forklarer, tar det i gjennomsnitt syv til ti år før hans egne oppfinnelser når kommersielt nivå. Melissa er designet i 50 år.
Vi må være tålmodige. "Egentlig er dette veldig langsiktig," sier Lockney.”Vi er ikke i tvil om at vannet er vått. Så å investere i nye eksperimenter vil før eller senere gi oss oppfinnelser som vil komme hele menneskeheten til gode."
Innovasjonene understreker bare behovet for å investere i design- og utviklingsarbeid. "Det mest nysgjerrige med vitenskap er at du aldri vet hva som vil skje til slutt," sier Marvel. Til slutt gjettet ingen at Internett og Large Hadron Collider skulle vise seg fra samme forsøk.
Bortsett fra de lange ledetidene og elementet med uforutsigbarhet, har astronautikk allerede bidratt til å skape en rekke effektive (om ikke revolusjonerende) forbrukerteknologier. Hvorfor er de fremdeles lite kjent for allmennheten? Chad Anderson, administrerende direktør i venture capital-gruppen Space Angels, tror noe av dette kan tilskrives dårlig markedsføring.
Anderson mener at teknologioverføring fra verdensrommet har ført til betydelige fremskritt innen bærekraftig produksjon, så vel som i mer jordlige områder med transport, helsehjelp og kommunikasjon. Problemet er at romfartsorganer ikke klarer å effektivt annonsere suksesshistoriene sine for allmennheten. "Romfartselskaper er beryktet for dårlig egenreklame," sier Anderson.
Ironisk nok, sier Anderson, å takle dagens situasjon gjenspeiler en enda større utfordring. Ta for eksempel NASAs firmapublikasjon Spinoff magazine, som har dekket teknologiinnovasjoner siden 1976. Til tross for sin solide stamtavle, forblir bladet en høyt spesialisert og utilgjengelig publikasjon - det blir nesten aldri lest, og mange har aldri hørt om det. For å interessere publikum og nå den generelle leseren, anbefaler Anderson at forholdet mellom astronautikk og hverdag vektlegges tydeligere.
Kjære, jeg krympet planeten
Uansett er miljøinnovasjon velkommen, men vi kan ikke stole på teknologiske løsninger alene. Landet er ganske levelig, sier Marvel, og det er ingenting å streve for å flytte til bokser. Heldigvis tillater noen prosjekter ikke bare oss å overleve i verdensrommet, men hjelper oss å bli bedre kjent med vår egen planet.
Ta den berømte Biosphere 2 i Arizona. På 1990-tallet foregikk et nyskapende eksperiment her: nøye utvalgte menn og kvinner ble plassert i en slags isolert habitat i to år for å observere utviklingen av deres relasjoner og økosystemer (forutsatt at "Biosphere-1" er jorden).
Selv om det meste av "Biosphere-2" ble husket for episoden da oksygennivået falt så mye at livet til innbyggerne var i fare og inngrep utenfra var nødvendig, viste eksperimentet seg å være mer vellykket enn det kan virke. Forskere har forstått mye om livets støttesystemer på jorda, og forskjellige vitenskapelige arbeider strømmet ut som et overflødighetshorn. Dette var faktisk ideen: å forstå jordens forskjellige systemer for bedre å kunne styre planeten, forklarer John Adams, den nåværende visedirektøren for anlegget, som senere gikk over til University of Arizona.
I dag reproduserer stedet flere økosystemer fra modellen - fra naturalistiske regnskoger til havmassen. Ved å manipulere de forskjellige elementene i disse økosystemene sammen og individuelt, prøver forskere å forstå hvordan deres virkelige kolleger fungerer (og brytes ned).
På samme sted, men ikke innenfor rammen av det første eksperimentet "Biosphere-2", fungerer Observatory of Landscape Evolution. Den består av tre massive strukturer bygget i skråningen av vulkansk basalt, som på mange måter ligner Mars-terrenget. Peter Troch, vitenskapssjef i Biosphere 2, forklarer at observatoriet er med på å forstå hvordan man kan gjøre et livløst landskap til noe bærekraftig. "Typisk sveises de fysiske og biologiske verdenene tett sammen, og det er ikke lett å skille dem for å forstå dynamikken i forholdene deres og koble dem igjen," sier Adams. Observatory of Landscape Evolution er ment for denne "økologiske åpningen".
Mens dette arbeidet hovedsakelig fokuserer på romfartsmiljøet, konstaterer Troch, kan kunnskapen som er oppnådd bidra til å gjenopprette Jordens mest ødelagte økosystemer. "Enten i verdensrommet eller på jorden, løser vi de samme problemene," sier Daniele Laurini, sjef for ESAs forskningssystemer.
En forståelse av Jorden er her viktig. "Hvis vi fremdeles ikke forstår hvordan de jordiske systemene fungerer, takket være som vi lever og som vi er avhengige av, hvorfor forestilte vi oss da at vi kunne gjenskape dem?" Spør Adams.
Romteknologier spiller absolutt en nøkkelrolle - og ikke bare i livssystemer. Tross alt, takket være de samme satellittene, har vi observert planeten med et enestående detaljnivå i flere tiår. For klimatologer og miljøforkjempere var dette et vannskille øyeblikk, bemerker Marvel.
Men hvis vi holder jorden fit for livet - og vi allerede er ganske kapable til å løse denne krisen - hva er da poenget med å strebe etter stjernene? Vi kan produsere oksygen på Mars slik at vi har noe å puste, eller dyrke salat på Månen slik at vi har noe å spise, men jorden har allerede gitt oss alt dette, sier Massa. Kanskje, utfordrer hun, utfordringene med å overleve i verdensrommet vil få folk til å sette pris på mer av tingene vi tar for gitt hjemme.
Robin George Andrews
