El переработка отходов внутри космического аппарата Этот вопрос, ранее считавшийся второстепенным, превратился в одно из главных препятствий для будущих длительных пилотируемых миссий. Когда мы говорим о полете на Марс, в игру вступают не только двигательная установка, жизнь на борту и здоровье экипажа, но и такие, казалось бы, обыденные вещи, как… управление отходами что генерируется ежедневно в закрытом помещении.
В ходе стандартной миссии с участием нескольких человек, которая длится годами, количество отходов резко возрастает, что вынуждает полностью переосмыслить подход к обращению с каждым контейнером, органическим отходом или одноразовым материалом. В этом контексте, Европейские исследователи и, в частности, группы из Испании Они начали предлагать решения, благодаря которым корабли перестанут быть плавучими контейнерами для отходов и превратятся в подлинные замкнутые экосистемы, где почти все используется повторно.
Путешествие на Марс, нагруженное отходами.
При расчете стоимости пилотируемая миссия на МарсОбычно мы думаем о ракетах, топливе или системах жизнеобеспечения, но редко обращаем внимание на космический мусор. По оценкам НАСА, за время полета, который может длиться около трех лет, с помощью космического мусора... экипаж из примерно восьми человекОни могли накапливаться в количестве порядка 12.600 кг мусораТо есть, это эквивалентно заполнению нескольких комнат сверху донизу отходами, образовавшимися по пути.
Этот большой объем представляет собой двойную проблему: с одной стороны, весь этот материал должен... путешествие на борту с самого началаЗанимает пространство и увеличивает массу, повышая стоимость запуска; с другой стороны, по мере выполнения миссии космический аппарат заполняется элементами, которые больше не выполняют свою первоначальную функцию, но которые нельзя просто выбросить. логистика переработки отходов на складах Таким образом, это становится столь же важным аспектом, как и снабжение водой или кислородом.
Более того, проблема не заканчивается, когда космический аппарат достигает пункта назначения. Возвращение этих тонн отходов на Землю нецелесообразно, поскольку энергетические и экономические затраты на доставку каждого килограмма непомерно высоки. Но также неприемлемо и то, что... накапливать мусор на поверхности МарсаЭто обусловлено как экологической ответственностью, так и влиянием на научные исследования на планете, которое должно оставаться как можно менее значимым.
В этом сценарии будущим межпланетным миссиям потребуются системы, способные на сокращать, повторно использовать и преобразовывать Образующиеся на борту отходы преобразуются в полезные ресурсы. Речь идёт не просто о том, чтобы складывать мусор в небольшие мешки, а о перепроектировании всего цикла использования материалов на судне, чтобы концепция «выбрасывания чего-либо» практически исчезла.
Роль Европы и Испании в переработке отходов на судах.
Европа на протяжении многих лет продвигает это. круговая экономика На суше большая часть этих знаний начинает передаваться в космический сектор. Такие агентства, как ЕКА, и различные университеты по всему континенту изучают, как адаптировать технологии переработки отходов, разработанные для зданий, кораблей или удаленных станций, к уникальным условиям космического аппарата, направляющегося на Марс.
В этом контексте Испания позиционирует себя Испанские исследовательские центры и университеты играют ключевую роль в разработке решений по управлению отходами в экстремальных условиях. Они сотрудничают в международных проектах, которые анализируют, например, системы переработки отходов. биопластики и пластмассыорганические остатки и текстиль в конструкционных материалах, топливе или даже питательных веществах для гидропонных культур внутри жилых модулей.
Идея заключается в применении критериев, которые уже являются общепринятыми в передовых наземных установках, таких как селективное разделение отходовконтролируемые процессы компостирования или термохимическая переработка отходов, но переработанные для работы в микрогравитация или в замкнутых пространствахВсё это обуславливает необходимость разработки компактных, эффективных и безопасных машин, способных работать практически автономно в течение многих лет.
Эта работа соответствует европейской стратегии по минимизации воздействия своей деятельности на окружающую среду, в том числе и за пределами Земли. И ЕКА, и различные программы Европейского союза выделяют ресурсы на это. пилотные проекты по переработке отходов на орбите и на космических аппаратах, поддерживая предложения, которые объединяют инженерные, биотехнологические и материаловедческие науки для замкнутого цикла использования космических ресурсов.
Проект FENyX: Инновации из Севильского университета
Одним из наиболее показательных примеров этого нового поколения идей является... проект FENyXдвижимый из Университет СевильиМеждисциплинарная группа, связанная с этим учреждением, предложила комплексную систему для утилизации огромного количества отходов, образующихся во время длительных миссий, с целью преобразования их в нечто полезное для самого экипажа, а не просто для хранения.
Предложение, как ни странно, удалось реализовать. отобранные из числа 50 проектов-финалистов из более чем 18 860 команд, участвовавших в хакатоне программы. Конкурс космических приложений NASAЭто признание выводит работу, разработанную в Севилье, на международную арену и демонстрирует, что идеи, зародившиеся в испанских университетах, могут конкурировать на самом высоком уровне в аэрокосмической отрасли.
В рамках группы, продвигающей FENyX, участвуют следующие лица: студенты аэрокосмической инженерии связаны с университетскими объединениями, специализирующимися на механике и строительстве. Среди них такие деятели, как... Марта ПавонЧлен отдела механики и конструкций ассоциации FyCUS подчеркнул аспект, который часто упускался из виду: отходы являются потенциальным ресурсом, но только если будет спроектирована инфраструктура, которая позволит их использовать. Воспользуйтесь этим внутри самого корабля..
Подход FENyX предполагает рассмотрение отходов как сырья для новых применений, будь то в качестве... компоненты систем жизнеобеспеченияЭти материалы могут использоваться в качестве строительных элементов для дополнительных модулей или даже в процессах выработки энергии. Хотя конкретное решение еще требует технической и экспериментальной проверки, такой подход открывает возможности для переосмысления дизайна интерьера здания с точки зрения вторичной переработки.
Почему нельзя оставлять мусор на Марсе или привозить его обратно.
Одна из идей, которую подчеркивают специалисты, работающие над этими проектами, заключается в том, что отходы, образующиеся во время миссии на Марс, не могут просто... они бросают себя на поверхности планетыЛогика проста: если после каждой миссии остаются тонны выброшенных материалов, то через несколько десятилетий марсианская среда будет усеяна человеческими останками, что осложнит как научные исследования, так и любые попытки их сохранения.
Кроме того, международные правила и принципы космического сотрудничества выступают за сохранение небесные тела, максимально свободные от загрязнений отходы, образующиеся в результате нашей деятельности. Оставление огромных залежей отходов на Марсе напрямую противоречило бы этой философии, поэтому будущим миссиям придется гораздо осторожнее относиться к тому, что они перевозят, перерабатывают и повторно используют.
Альтернативный вариант — возвращение мусора на Землю — также нереалистичен. Каждый килограмм, запущенный в космос или пытающийся быть возвращенным, влечет за собой огромные затраты. энергия, топливо и бюджетПереработка десятков тонн отходов не имеет смысла с логистической точки зрения, особенно когда приоритетной задачей является возвращение экипажа и наиболее ценного научного оборудования.
Следовательно, единственным разумным путем вперед является оснащение самих кораблей системами, способными на свести к минимуму отходы насколько это возможно которые генерируются и одновременно преобразуют большую часть неизбежного в полезные ресурсы для продолжения миссии. Таким образом, концепция «выбрасывания чего-либо» во время путешествия будет практически исключена.
К кораблям, спроектированным для переработки практически всего.
Задача, стоящая сейчас перед научным и технологическим сообществом, заключается в том, чтобы разработать... Космические аппараты, изначально спроектированные для повторного использования.Это подразумевает переосмысление материалы, используемые для производства упаковкиинструменты, средства индивидуальной защиты и даже некоторые элементы внутренней отделки, чтобы их можно было легко переработать в компактные бортовые системы.
В этой новой модели каждый отгружаемый товар, помимо своей основной функции, должен включать в себя следующее: вторая жизнь запланированаНапример, пластмассы, которые можно расплавить и отлить в полезные детали с помощью 3D-принтеров, ткани, которые можно превратить в теплоизоляторы, или органические отходы, которые могут служить основой для производства удобрений для лабораторных культур. Цель состоит в том, чтобы максимально приблизиться к... замкнутые ресурсы.
Достижения в этой области не ограничатся миссиями на Марс. Многие из решений... переработка отходов на складах В конечном итоге их можно будет разместить на космических станциях на околоземной орбите, лунных базах или даже на удаленных объектах инфраструктуры на Земле, где запасы ресурсов ограничены. Это превратит освоение космоса в полигон для испытаний передовых технологий устойчивого развития.
Между тем, такие проекты, как FENyX, это подчеркивают. инновации в области переработки отходов в космосе Это уже не исключительная прерогатива крупных агентств или огромных корпораций в этом секторе. Университетские команды и исследовательские группы по всей Европе начинают предлагать новые идеи, которые при надлежащей поддержке могут в конечном итоге стать частью миссий, которые через несколько десятилетий доставят людей на Марс.
В свете всей этой работы переработка отходов на космических аппаратах становится одним из незаметных, но фундаментальных столпов межпланетных исследований: ее успех определит не только техническую и экономическую целесообразность путешествия на Красную планету, но и то, как будет восприниматься присутствие человека на других мирах, определяемое его способностью к... Живите с тем, что у вас есть, и максимально используйте каждый ресурс..
