Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Контролируемый (или закрыто ) Система экологического жизнеобеспечения (акроним CELSS ) является самонесущей системой жизнеобеспечения для космических станций и колоний , как правило , через контролируемые замкнутые экологические системы , такие как BioHome , BIOS-3 , Биосферы 2 , научно - исследовательская станция Mars Desert , и Юэгун-1 .

Оригинальная концепция [ править ]

CELSS был впервые внедрен Советским Союзом во время знаменитой « космической гонки » в 1950–60-х годах. Первым шагом в этой науке, созданным Константином Циолковским и продолженным В. И. Вернадским , было использование закрытых беспилотных экосистем, расширяющихся до исследовательского центра, известного как BIOS-3 .

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

Обоснование [ править ]

Человеческое присутствие в космосе , до сих пор, было ограничено нашей собственной Земли - Луны системы. Также с собой привезли все, что может понадобиться космонавтам для жизнеобеспечения ( воздух , вода и еда ). Это может быть экономичным для коротких миссий космических кораблей , но это не самое жизнеспособное решение при работе с системами жизнеобеспечения долгосрочного корабля (такого как корабль-генератор ) или поселения.

Целью CELSS является создание восстановительной среды, которая может поддерживать и поддерживать человеческую жизнь с помощью сельскохозяйственных средств.

Компоненты CELSS [ править ]

Оживление воздуха [ править ]

В средах, не относящихся к CELSS, пополнение запасов воздуха и обработка CO 2 обычно состоят из резервуаров для хранения воздуха и скрубберов CO 2 . 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 переработки токсичных паров , которые образуются из синтетических материалов, используемых при строительстве среды обитания. Поэтому вопрос о том, как поддерживается качество воздуха, требует внимания; в ходе экспериментов было обнаружено, что растения также удаляют летучие органические соединения, выделяемые синтетическими материалами, которые до сих пор использовались для создания и поддержания всех искусственных сред обитания.

В CELSS воздух изначально подается из внешнего источника, но поддерживается за счет использования листвы растений, которые создают кислород в процессе фотосинтеза (чему способствует побочный продукт дыхания человека , CO 2 ). В конце концов, основная цель среды CELSS состоит в том, чтобы лиственные растения полностью и полностью удовлетворяли потребности в кислороде; это сделало бы систему закрытой , а не управляемой .

Производство продуктов питания / расходных материалов [ править ]

Как и во всех нынешних набегах в космос, экипажам приходилось хранить все расходные материалы, которые им требовались до запуска. Обычно твердые пищевые продукты сушили вымораживанием, чтобы уменьшить вес корабля.

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

Что касается воды, эксперименты показали, что она образуется из конденсата в воздухе (побочный продукт кондиционирования воздуха и паров), а также из избыточной влаги растений. Затем его нужно будет каким-то образом отфильтровать - природой или машиной. [ необходима цитата ]

Очистка сточных вод [ править ]

Во время первых космических полетов путешественники либо выбрасывали отходы в космос, либо хранили их для обратного путешествия.

CELSS изучил способы разложения отходов жизнедеятельности человека и, если возможно, интеграции переработанных продуктов обратно в экологию. Например, моча перерабатывалась в воду, которая была безопасна для использования в туалетах и поливах растений.

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

В ходе испытаний, подобных тем, что проводились в BioHome , растения также сделали жизнеспособный компост в качестве питательной среды для сельскохозяйственных культур.

Закрытые и контролируемые [ править ]

Закрытые системы полностью автономны, они перерабатывают все бесконечно без какого-либо внешнего взаимодействия. Срок службы такой системы ограничен, так как энтропия закрытой системы со временем может только увеличиваться . Но если в противном случае закрытой системе разрешено 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 сама Земля .

Управляемые системы, напротив, зависят от определенных внешних взаимодействий, таких как периодическое обслуживание . Пример такой системы - МКС .

Известные проекты CELSS [ править ]

См. Также: Категория: Управляемые системы экологического жизнеобеспечения
  • BioHome
  • Биосфера 2
  • BIOS-3
  • Биосфера J [1]
  • Центр исследования систем контролируемой среды [2]
  • Биотрон (значения)
  • Биотрон Экспериментальный центр исследования изменения климата [3]

Другие типы регенеративных экологических систем [ править ]

  • Биорегенеративная система жизнеобеспечения (аббревиатура: BLSS)
  • Система экологического контроля и жизнеобеспечения ( аббревиатура ECLSS)
  • Инженерная закрытая / контролируемая экосистема ( аббревиатура ECCES)
  • Spome

См. Также [ править ]

  • Система жизнеобеспечения
  • Замкнутая экологическая система
  • Аркология

Ссылки [ править ]

  1. ^ Биосферный J архивации 2006-09-12 в Wayback Machine
  2. ^ Центр исследования систем контролируемой среды , Университет Гвельфа
  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 . Проверено 19 апреля 2006 года .
  • Прадо, Марк (2002). «Российские исследования CELSS» . ПОСТОЯННЫЙ Проект . Проверено 19 апреля 2006 года .
  • Фитч, Крис (2003). «Биосферы, контролируемые экосистемы и системы жизнеобеспечения» . Орбита 6 . Проверено 19 апреля 2006 года .
  • «Функции CELSS» . Mars Academy . Архивировано из оригинала на 7 ноября 2006 года . Проверено 19 апреля 2006 года .