با افزایش تغییرات اقلیمی و نابودی بخش‌های زیادی از زمین آیا باید به فکر مهاجرت به سیاره‌های دیگر بود؟
زمین در حال گرم شدن است، اقیانوس‌ها روزبه‌روز اسیدی‌تر می‌شوند، جنگل آمازون در حال سوختن است، در برف قطب شمال آثاری از پلاستیک کشف شده است. به‌گفته‌ی کارشناسان نابودی محیط‌زیست انسان روزبه‌روز شدیدتر می‌شود و فاجعه‌‌ای زیست‌محیطی در مقیاس جهانی در حال وقوع است. حتی با وجود چشم‌اندازهای درخشان به‌سختی می‌توان تأثیر چشمگیر انسان بر سیاره‌ی زمین را انکار کرد. با توجه به این سابقه‌ی تاریک، این سؤال مطرح می‌شود که آیا صرف هزینه‌های زیاد برای فرستادن انسان به دنیاهای دیگر، حماقت است یا در شرایطی که روزبه‌روز وخیم‌تر می‌شود به سود بشر است؟
از طرفی پتانسیل سفرهای فضایی برای افراد ثروتمند بسیار فراتر از فرار از زمین است. صرف‌نظر از فضاپیماهای امروز که در مدار زمین قرار دارند یا ایستگاه‌هایی که بالاخره روزی در ماه و مریخ ساخته خواهند شد، برای خروج از زمین در ابتدا باید کل پیش‌نیازهای ضروری حیات فرازمینی فراهم شود. برای تولید آب، هوا و غذای تجدید‌پذیر در سفرهای فضایی فعلی و آینده نیاز به فناوری‌هایی است که به بازیافت همه‌چیز بپردازند.
بدیهی است که انسان عامل اصلی به خطرافتادن کره‌ی زمین است و باید چاره‌ای برای آن بیندیشد. به‌گفته‌ی کیت مارول، دانشمند اقلیم‌شناس دانشگاه کلمبیا و ناسا: «تقریبا از تمام ابزار لازم برای حیات پایدار برخوردار هستیم؛ اما تنها دلیل شکست در حل مشکل تغییرات اقلیمی علاقه‌ی ما به فضا نیست» با اینکه سفرهای فضایی به‌تنهایی نمی‌توانند راه‌حل نجات‌بخش زمین باشند، اما نجات زمین تنها به‌معنی ترک آن نیست.
کشاورزی در مقیاس قوطی کنسرو
فضانوردها برای زنده ماندن در فضا نیاز به نوآوری‌های فناورانه دارند؛ اما راهکارهای گذشته معمولا برای سفرهای موقتی برنامه‌ریزی شده بودند: برای مثال مأموریت‌های سرنشین‌دار آپولو به ماه حداکثر ۱۲ روز طول کشید؛ اما تغییراتی در راه است: هدف ترامپ، فرستادن انسان به ماه تا سال ۲۰۲۴ است. لوک روبرسون، پژوهشگر ارشد پرواز در مرکز فضایی کندی ناسا می‌گوید این سازمان به‌دنبال ساخت معماری پایداری روی سطح ماه تا اوایل سال ۲۰۲۸ است؛ درنتیجه فناوری موردنیاز برای فراهم کردن منابع قابل بازسازی و طولانی‌مدت غذا، آب‌وهوا ضروری است.
برخی فناوری‌ها در فضا دوام نمی‌آورند. از طرفی سازمان‌های تجاری زمین می‌توانند از نوآوری‌ها و اختراعات سازمان‌های فضایی استفاده کنند. این نوآوری‌ها شامل پروژه‌های متمرکز بر بوم‌شناسی مانند تولید نفت پایدار و استفاده از ترکیب‌های رنگی LED یا «دستورالعمل‌های نوری» برای انواع روش‌های پرورش محصولات کشاورزی است.
پرورش محصولات کشاورزی در فضا کار ساده‌ای نیست. اما به‌گفته‌ی گیوا ماسا گیاه‌شناس ناسا، فناوری‌هایی مثل نورپردازی ویژه و سنسورهای پیشرفته در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) اهمیت ویژه‌ای دارند. برای مثال از سیستمی به نام Veggie برای تولید غذا با مصرف انرژی بهینه استفاده می‌شود. استفاده از LED-ها برای پروریش گیاهان برای اولین‌بار در دهه‌ی ۱۹۸۰ در پژوهش‌های ناسا اثبات شد. به‌گفته‌ی ماسا این فناوری از نظر مصرف انرژی برای کشاورزی در فضای داخلی، مقرون‌به‌صرفه است.
ناسا با شرکت فلوریکان (Florikan) هم کار کرده است؛ این شرکت موفق به تولید نوعی کود با پوشش پلیمری شده است که امکان انتشار کند و کنترل‌شده‌ی مواد مغذی را می‌دهد. این سیستم برای کاهش سرعت نفوذ کود به داخل محیط طراحی شده است زیرا نفوذ سریع کود به محیط می‌تواند به بحران زیست‌محیطی منجر شود. به‌گفته‌ی ماسا با این کود می‌توان پرورش گیاه در فضا را بهبود داد. چنین محصولاتی برای مصرف مستمر در فضا در نظر گرفته شده‌اند اما مالکان گلخانه‌های تجاری روی زمین هم می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند.
دنیل لاکنی که سال‌ها است پیشرفت‌های فناوری ناسا را زیر نظر دارد، معتقد است نوآوری‌های سازگار با محیط ناسا به تلاش‌های این سازمان برای حفظ محیط‌زیست بازمی‌گردند. ساخت تجهیزات فضایی روی زمین به دلیل استفاده از سوخت، رنگ، حلال‌های شیمیایی و مواد سمی که به محیط طبیعی نفوذ می‌کنند، فرایند آلاینده و کثیفی است. به همین دلیل ناسا از آهن امولسیون‌شده (EZVI) استفاده می‌کند که به حلال‌های شیمیایی کلردار در آب‌های زمینی می‌چسبد. از EZVI همچنین می‌توان برای پاک‌سازی سکوهای پرتاب موشکی استفاده کرد. از این ترکیب همچنین می‌توان در تأسیسات تولیدی شیمیایی استفاده کرد که به آلودگی بسیاری از زمین‌ها منجر شده‌اند.
تأمین آب آشامیدنی یکی از اولویت‌های مسافران و پایگاه‌های فضایی است. از طرفی آلودگی آب روی زمین سالانه میلیون‌ها نفر را به کام مرگ می‌کشاند بنابراین از هر راه‌حلی که به حل این مشکل کمک کند، استقبال می‌شود.
لاکنی به سوپاپ تنظیم میکروبی به‌عنوان مثالی یکپارچه از روش حل این مشکل توسط ناسا اشاره می‌کند. این روش که در اصل برای شاتل‌های فضایی توسعه یافته بود، نسخه‌ای پیشرفته از سیستمی است که از ورود میکروب‌های مضر آب آلوده به داخل مخازن آب آشامیدنی در ایستگاه فضایی بین‌المللی جلوگیری می‌کند. مدل‌های دیگری در زمین وجود دارند که به‌خوبی کار می‌کنند و با حداقل انرژی در مناطق آلوده‌ی فاقد دسترسی به برق و همچنین مطب‌های دندانپزشکی آب را تمیز می‌کنند. (آبی که بعد از اجرای عملیات دندانپزشکی در دهان خود می‌چرخانید اغلب با همین سوپاپ برای حداقل سازی ریسک آلودگی دهانی تصفیه می‌شود.)
روبرسون و ملانی پیکت، پژوهشگرهای فوق دکترای ناسا هستند که هر دو روی سیستم‌های تصفیه‌ی آب مخصوص سفرهای فضایی از جمله ایستگاه فضایی بین‌المللی کار می‌کنند. فاضلاب معمولا به ترکیب‌های شیمیایی تجزیه می‌شود. به‌گفته‌ی روبرسون: «این ترکیب پایدار نیست» زیرا باید مرتب از طریق مأموریت‌های تأمین مجدد از زمین، تعویض شود. روبرسون و پیکت در حال طراحی سیستمی هستند که برای بازیافت پایدار ضایعات قادر به کنترل گیاهان و میکروب‌ها باشد و در نهایت چنین روش‌هایی به طراحی توالت‌ها و مخازن فاضلاب روی زمین هم کمک خواهند کرد.
مانند آب، دستیابی به منبع نامحدود هوا در فضا کار دشواری است. اکسیژن در ایستگاه فضایی بین‌المللی معمولا از آبی استخراج می‌شود که از زمین به آنجا منتقل شده است؛ اما استفاده از چنین فرآیندی برای سفرهای طولانی‌مدت بسیار پرهزینه و بیهوده است. سازمان فضایی اروپا (ESA) از سال ۲۰۱۸ با سیستم حلقه بستهی پیشرفته‌ی خود (Advanced Closed Loop System) در حال تغییر وضعیت موجود است؛ این سیستم کربن دی‌اکسید موجود در اطراف ایستگاه فضایی را حذف می‌کند؛ اکسیژن لازم برای تأمین هوای قابل تنفس را استخراج می‌کند و در عین حال در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کند.
با وجود پیش‌نیازهای عملیات متفاوت در مقیاس‌های بزرگ‌تر می‌توان از سیستم جذب کربن برای کمک به حل مشکل تغییرات اقلیمی روی زمین هم استفاده کرد. فناوری توسعه‌یافته برای مدار زمین می‌تواند نویدبخش نوآوری‌های جدید روی زمین باشد.
محصولات جانبی سودمند
تلاش برای هدر ندادن هر چیزی، اصل اساسی بسیاری از نوآوری‌های یادشده است. به‌گفته‌ی ماسا در فضا باید با ضایعات به‌عنوان یکی از منابع رفتار کرد نه چیزی که از روی بی‌فکری دور انداخته شود. سیستم‌های حلقه‌بسته هم دقیقا چنین رویکردی دارند: اگر چنین سیستمی بی‌نقص باشد، تمام اجزای آن قابلیت بازیابی دارند و هیچ بخشی از آن اضافه نخواهد بود. برای مثال گلخانه‌های عایق را در نظر بگیرید، در این سیستم‌ها اکوسیستم‌های گیاهی مینیاتوری به مدت ده‌ها سال، بدون نیاز به هیچ‌گونه مداخله‌ی خارجی رشد می‌کنند.
پروژه‌ی MELiSSA (سیستم پشتیبان حیات زیست‌بوم در مقیاس کوچک) تابع ایده‌آل استفاده‌ی حداکثری از ضایعات است. هدف سازمان فضایی اروپا از این پروژه که در قالب واحد آزمایشی در بارسلونا در حال اجرا است، ساخت سیستم پشتیبان حیات حلقه‌ای بستهی بیولوژیکی است که قادر به حفاظت از خود است.
هدف این سیستم کاهش ضایعات است و از فرایند فتوسنتز برای پاک‌سازی هوا، تولید اکسیژن و غذا استفاده می‌کند. در این پروژه‌ی آزمایشی از موش‌ها برای بررسی اثربخشی سیستم برای سفرهای طولانی‌مدت فضایی استفاده شده است. موش‌ها از نسل‌های متعددی هستند و تاکنون تلفات آزمایش صفر بوده است. برخی آزمایش‌های مبتنی بر MELiSSA از جمله فتوسنتز اکسیژنی و آزمایش ARTEMISS برای تولید زیست‌توده‌ی خوراکی برای بررسی امکان‌پذیری به ایستگاه فضایی بین‌المللی منتقل شده‌اند.
پروژه‌ی MELiSSA در سال ۱۹۸۹ شروع شد و هدف آن تولید سیستمی برای محافظت از خدمه‌ی انسانی در سفرهای طولانی‌مدت بین سیاره‌ای تا اواسط سال ۲۰۲۰ بود. به‌گفته‌ی کریستوفر لاسیور سرپرست MELiSSA در ESA، عملی شدن پروژه‌های جانبی این وعده را ثابت می‌کنند. برای مثال از فناوری بازیافت ادرار می‌توان در مناطق دورافتاده و بحران‌زده برای تولید آب آشامیدنی به شیوه‌ای مقرون‌به‌صرفه با کمترین تأثیر محیطی استفاده کرد و به این ترتیب نیاز به انتقال آب پاکیزه از مناطق دوردست را رفع کرد.
ایده‌آل‌های بلندپروازانه نیاز به اثبات دارند. تمام ایده‌های نوآورانه به واقعیت تبدیل نمی‌شوند و حتی در صورتی که شکل واقعی به خود بگیرند توسعه و انتقال آن‌ها از فضا به زمین آن هم در مدت‌زمان کوتاه دشوار است. به‌گفته‌ی روبرسون تجاری‌سازی اختراعات خود او به‌صورت میانگین ۷ تا ۱۰ سال زمان می‌برند. در مورد MELiSSA این بازه‌ی زمانی تا ۵۰ سال هم افزایش می‌یابد. به عقیده‌ی لاکنی صبر نوعی فضیلت است او می‌گوید:
صبر منافع زیادی را به‌دنبال دارد. همان‌طور که می‌دانیم آب مرطوب است بدیهی است که سرمایه‌گذاری در مأموریت‌های جدید منجر به اختراعاتی می‌شوند که به سود کل بشریت است.
نوآوری‌های یادشده ثابت می‌کنند که چرا سرمایه‌گذاری در بخش تحقیق و توسعه‌ی اولیه (R&D) ارزشمند است. به‌گفته‌ی مارول: «نکته‌ی جالب در مورد علم این است که نمی‌دانید خروجی آن چیست» هیچ‌کس فکرش را هم نمی‌کرد شبکه‌ی جهانی وب و برخورددهنده‌ی هاردونی بزرگ مسیر یکسانی را طی کرده باشند.
صرف‌نظر از بازه‌های طولانی پروژه‌های مهندسی و غیرقابل پیش‌بینی بودن آن‌ها، سفرهای فضایی امروزه منجر به تولید محصولات و خدمات سازگار با محیط و مفیدی برای مصرف‌کنندگان شده‌اند؛ بنابراین چرا هنوز ناشناخته باقی مانده‌اند؟ چاد آندرسون مدیرعامل گروه سرمایه‌گذاری مشترک Space Angels علت ناشناس ماندن این فناوری را بازاریابی ضعیف می‌داند.
به‌گفته‌ی آندرسون، تحولات فناوری از بخش تحقیق و توسعه‌ی فضایی نه‌تنها در محصولات سازگار با محیط بلکه در حوزه‌های وسیع‌تری مثل حمل‌ونقل، بهداشت و درمان و ارتباطات زمینه‌ساز نوآوری‌های چشمگیری شده است. مشکل اینجا است که سازمان‌های فضایی داستان موفقیت خود را به خوبی برای دیگران توصیف نمی‌کنند. به‌گفته‌ی آندرسون: «برخی شرکت‌های فضایی در مورد توصیف عملکرد خود بد عمل می‌کنند.
https://www.zoomit.i
دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.