Se alguma vez pretendermos enviar missões tripuladas para locais no espaço profundo, precisamos encontrar soluções para manter as equipes supridas. Para os astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS), que recebem regularmente missões de reabastecimento da Terra, isso não é um problema. Mas para missões que viajam para destinos como Marte e além, a auto-suficiência é o nome do jogo!
Essa é a idéia por trás de projetos como BIOWYSE e TIME SCALE , que estão sendo desenvolvidos pelo Centro de Pesquisa Interdisciplinar no Espaço (CIRiS), na Noruega. Esses dois sistemas têm como objetivo fornecer aos astronautas um suprimento sustentável e renovável de água potável e alimentos vegetais. Ao fazê-lo, eles atendem a duas das necessidades mais importantes de humanos que realizam missões de longa duração que os levarão para longe de casa.
Embora a ISS possa ser reabastecida em menos de seis horas (o tempo entre o lançamento e o momento em que uma cápsula de suprimento entrará na estação), os astronautas ainda dependem de medidas de conservação em órbita. De fato, aproximadamente 80% da água a bordo do ISS vem de vapor de água no ar (gerado pela respiração e do suor), além de água e chuveiro reciclados e urina - todos tratados com produtos químicos para torná-lo seguro para beber.
Comida é outra questão. A NASA estima que todos os astronautas a bordo da ISS consumirão 0,83 kg de comida por refeição, o que equivale a cerca de 2,5 kg por dia. Aproximadamente 0,12 kg (0,27 libra) de cada refeição é apenas do material de embalagem, o que significa que um único astronauta gera quase um quilo de lixo por dia - e isso nem inclui o outro tipo de "lixo" que vem da comida!
Em resumo, a ISS depende de missões caras de reabastecimento para fornecer 20% de sua água e todos os seus alimentos. Mas se e quando os astronautas estabelecem postos avançados na Lua e em Marte, isso pode não ser uma opção. Embora o envio de suprimentos para a Lua possa ser feito em três dias, a necessidade de fazê-lo regularmente tornará proibitivo o custo de envio de comida e água. Enquanto isso, leva oito meses para a sonda chegar a Marte, o que é totalmente impraticável.
Não é de admirar, portanto, por que as arquiteturas de missão propostas para a Lua e Marte incluem a utilização de recursos in situ (ISRU), onde os astronautas usarão os recursos locais para serem o mais auto-suficientes possível. A disponibilidade de gelo nas superfícies lunar e marciana é um excelente exemplo, que será colhido para fornecer água potável e de irrigação. Mas missões para locais do espaço profundo não terão essa opção enquanto estiverem em trânsito.
Para fornecer um suprimento sustentável de água, o Dr. Emmanouil Detsis e seus colegas estão desenvolvendo o Controle Integrado de Biocontaminação de Sistemas Úmidos para Exploração Espacial (BIOWYSE). Esse projeto começou como uma investigação de maneiras de armazenar água doce por longos períodos de tempo, monitorá-la em tempo real quanto a sinais de contaminação, descontaminá-la com luz UV (em vez de produtos químicos) e distribuí-la conforme necessário.
O protótipo de estufa espacial desenvolvido pelo projeto TIME SCALE, que recicla nutrientes para cultivar alimentos. Crédito: Karoliussen / HORIZON
O resultado foi uma máquina automatizada capaz de executar todas essas tarefas. Como o Dr. Detsis explicou:
“Queríamos um sistema em que você o levasse de A a Z, desde o armazenamento da água até a disponibilidade para alguém beber. Isso significa que você armazena a água, é capaz de monitorar a biocontaminação, é capaz de desinfetar, se for necessário, e finalmente entrega para o copo para beber ... Quando alguém quer beber água, você pressiona o botão. É como um bebedouro. ”
Além de monitorar a água armazenada, a máquina BIOWYSE também é capaz de analisar superfícies molhadas dentro de uma espaçonave quanto a sinais de contaminação. Isso é importante, já que em sistemas fechados, como naves espaciais e estações espaciais, você tem acúmulo de umidade, o que pode fazer com que a água se acumule em áreas impuras. Depois que essa água é recuperada, torna-se necessário descontaminar toda a água armazenada no sistema.
"O sistema foi projetado com futuros habitats em mente", acrescentou o Dr. Detsis. “Portanto, uma estação espacial ao redor da lua ou um laboratório de campo em Marte nas próximas décadas. São lugares onde a água pode estar parada algum tempo antes da chegada da tripulação. ”
Impressão artística do Biolab. uma instalação projetada para apoiar experimentos biológicos em microrganismos, plantas pequenas e invertebrados pequenos. Crédito: ESA - D. Ducros
A Tecnologia e Inovação para o Desenvolvimento de Equipamento Modular Escalável avançados sistemas de suporte vital para a exploração espacial (TIME ESCALA) projeto, entretanto, é projetado para água de reciclagem e de nutrientes por causa do crescimento das plantas. Este projeto é supervisionado pela Dra. Ann-Iren Kittang Jost, do Centro de Pesquisa Interdisciplinar no Espaço (CIRiS) da Noruega.
Este sistema não é diferente do Sistema Europeu de Cultivo Modular (EMCS) ou do sistema Biolab , que foram enviados à ISS em 2006 e 2018 (respectivamente) para realizar experimentos biológicos no espaço. Inspirando-se nesses sistemas, Jost e seus colegas projetaram uma "estufa no espaço" que poderia cultivar plantas e monitorar sua saúde. Como ela disse:
“Precisamos de tecnologias de ponta para cultivar alimentos para futuras explorações espaciais na Lua e em Marte. Tomamos (o ECMS) como ponto de partida para definir conceitos e tecnologias para aprender mais sobre o cultivo de plantas e plantas em microgravidade. ”
Assim como seus antecessores, o Biolab e o ECMS, o protótipo da TIME SCALE conta com uma centrífuga giratória para simular a gravidade lunar e marciana e mede o efeito que isso tem na absorção de nutrientes e água pelas plantas. Esse sistema também pode ser útil aqui na Terra, permitindo que as estufas reutilizem nutrientes e água e tecnologia de sensor mais avançada para monitorar a saúde e o crescimento das plantas.
Plantas cultivadas em casa de vegetação autônoma TPU. Crédito: TPU
Tecnologias como essas serão cruciais quando chegar a hora de estabelecer uma presença humana na Lua, em Marte e pelo bem das missões no espaço profundo. Nos próximos anos, a NASA planeja fazer o tão esperado retorno à Lua com o Projeto Artemis , que será o primeiro passo na criação do que eles imaginam como um programa de "exploração lunar sustentável".
Grande parte dessa visão se baseia na criação de um habitat orbital (o Lunar Gateway ), bem como a infraestrutura na superfície (o acampamento base de Artemis ) necessária para apoiar uma presença humana duradoura. Da mesma forma, quando a NASA começa a fazer missões tripuladas a Marte, a arquitetura da missão exige um habitat orbital (o Acampamento Base de Marte ), provavelmente seguido por um na superfície.
Em todos os casos, os postos avançados precisarão ser relativamente auto-suficientes, pois as missões de reabastecimento não serão capazes de alcançá-los em questão de horas. Como o Dr. Detsis explicou:
“Não será como a ISS. Você não terá uma equipe constante o tempo todo. Haverá um período em que o laboratório poderá estar vazio e não terá equipe até o próximo turno chegar em três ou quatro meses (ou mais). A água e outros recursos estarão lá, e podem criar microorganismos. ”
Ao dispor de tecnologias que garantam que a água potável seja segura, limpa e com suprimento constante - e que as plantas possam ser cultivadas de maneira sustentável - postos avançados e missões no espaço profundo serão capazes de atingir um nível de auto-suficiência e ser menos dependente da Terra.
Expandindo referencias:
Os cientistas estão explorando como descontaminar a água que foi armazenada no espaço por um longo tempo com luz UV e não com produtos químicos.
Crédito de imagem - consórcio BIOWYSE
Nenhum comentário:
Postar um comentário