Управляемая экологическая система жизнеобеспечения - Controlled ecological life-support system

Контролируемый (или закрыто) экологические системы жизнеобеспечения (акроним CELSS) являются хозрасчетными система жизнеобеспечения для космические станции и колонии обычно через контролируемые закрытые экологические системы, такой как BioHome, BIOS-3, Биосфера 2, Исследовательская станция марсианской пустыни, и Юэгун-1.

Оригинальная концепция

CELSS был впервые разработан Советский Союз во время знаменитого "Космическая гонка "в 1950–60-е годы. Создатель Константин Циолковский и поддерживается В.И. Вернадский, первыми попытками проникнуть в эту науку было использование закрытых беспилотных экосистем с расширением исследовательского центра, известного как BIOS-3.

Затем в 1965 г. начались пилотируемые эксперименты в BIOS-3.

Обоснование

Присутствие человека в космосе до сих пор ограничивался нашим собственным Земля –Луна система. Кроме того, все, что космонавты будет нуждаться в жизнеобеспечении (воздуха, воды, и еда ) был принесен с собой. Это может быть экономично для коротких миссий космический корабль, но это не самое жизнеспособное решение при работе с системами жизнеобеспечения долгосрочного корабля (такого как корабль поколения ) или поселение.

Цель CELSS - создать восстанавливающую среду, которая может поддерживать и поддерживать человек жизнь через сельскохозяйственный означает.

Компоненты CELSS

Оживление воздуха

В средах, отличных от CELSS, восполнение воздуха и CO2 обработка обычно состоит из хранимых баллоны с воздухом и CO2 скрубберы. Недостаток этого метода заключается в том, что при истощении резервуаров придется пополнять; скрубберы также потребуют замены после того, как они перестанут работать.

Также существует проблема обработки токсичные пары, которые происходят из синтетический материалы, используемые при строительстве среды обитания. Поэтому вопрос о том, как качество воздуха поддерживается требует внимания; в опытах было установлено, что растения также удаляли летучие органические соединения выделенный синтетическими материалами, которые до сих пор использовались для строительства и поддержания всех искусственных сред обитания.

В CELSS воздух изначально подается от внешнего источника, но поддерживается за счет использования листва растения, которые создают кислород в фотосинтез (которому помогают побочные продукты жизнедеятельности человека дыхание, CO2). В конце концов, основная цель среды CELSS состоит в том, чтобы лиственные растения полностью и полностью удовлетворяли потребности в кислороде; это сделало бы систему закрыто, вместо того контролируемый, система.

Производство продуктов питания / расходных материалов

Как и во всех нынешних набегах в космос, экипажам приходилось хранить все расходные материалы они требуют до запуска. Обычно твердые продукты питания были сублимированный так что вес корабля может быть уменьшен.

Конечно, в самоподдерживающейся экосистеме место для выращивания сельскохозяйственных культур будет выделено, что позволит выращивать и культивировать продукты. Чем больше будет группа людей, тем больше урожая придется вырастить.

Что касается воды, эксперименты показали, что она получена из конденсат в воздухе (побочный продукт кондиционирование воздуха и пары), а также избыток влаги от растений. Затем его нужно будет каким-то образом отфильтровать - природой или машиной.[нужна цитата ]

Очистки сточных вод

В первых космических полетах путешественники либо выбрасывали отходы в космос, либо хранили их для обратного путешествия.

CELSS изучил способы разрушения человеческие отходы и, если возможно, интеграция переработанных продуктов обратно в экологию. Например, моча был переработан в воду, которая была безопасна для использования в туалеты и полив растений.

Для очистки сточных вод используются установки, особенно водные, для обработки сточных вод. Было показано, что чем больше отходов обрабатывается водные растения (или, точнее, их корневые системы ), тем крупнее растут водные растения.

В тестах, например, в BioHome, растения также сделали жизнеспособными компост как среда роста для посевов.

Закрытые и контролируемые

Закрытые системы полностью автономны, они перерабатывают все бесконечно без какого-либо внешнего взаимодействия. Срок службы такой системы ограничен, так как энтропия закрытой системы может только увеличиваться со временем. Но если в противном случае закрытой системе позволено принимать высокотемпературную лучистую энергию от внешнего источника (например, солнечный свет) и отклонять низкотемпературные отходы тепла в дальний космос, это может продолжаться бесконечно. Примером такой системы является Земля сам.

Управляемые системы, напротив, зависят от определенных внешних взаимодействий, таких как периодические поддержание. Примером такой системы является МКС.

Известные проекты CELSS

Смотрите также: Категория: Управляемые системы экологического жизнеобеспечения.
  • BioHome
  • Биосфера 2
  • BIOS-3
  • Биосфера J[1]
  • Центр исследования систем контролируемой среды[2]
  • Биотрон
  • Биотрон Экспериментальный Центр Исследования Изменения Климата[3]

Другие типы регенеративных экологических систем

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Биосфера J В архиве 2006-09-12 на Wayback Machine
  2. ^ Центр исследования систем контролируемой среды, Университет Гвельфов
  3. ^ Биотрон Экспериментальный Центр Исследования Изменения Климата, Университет Западного Онтарио
  • Бортвик, Линдси (2008). «Журнал OnEarth» Биологи копают глубже ».
  • Прадо, Марк (2002). «Экологические проблемы и CELSS». ПОСТОЯННЫЙ проект. Получено 19 апреля, 2006.
  • Прадо, Марк (2002). "Российские исследования CELSS". ПОСТОЯННЫЙ проект. Получено 19 апреля, 2006.
  • Фитч, Крис (2003). «Биосферы, контролируемые экосистемы и системы жизнеобеспечения». Орбита 6. Получено 19 апреля, 2006.
  • «Функции CELSS». Академия Марса. Архивировано из оригинал 7 ноября 2006 г.. Получено 19 апреля, 2006.