Planeten varmer op, oceanerne oxiderer, Amazonas skove er i brand, og Arktis er dækket med mikroplastik i stedet for sne. Skaden fra menneskeheden, siger eksperter, er så stor, at en global økologisk katastrofe allerede er begyndt. Selv optimister har svært ved at benægte, at vores økologiske fodaftryk ligner fodsporene til tunge sko, som vi trampler planetens ansigt. På denne dystre baggrund brygger et rimeligt spørgsmål ud: er det ikke hensynsløst at kaste enorme mængder penge for at sende mennesker ud i dybe rum, til andre verdener? Eller måske tværtimod er dette en kynisk løsning på presserende problemer fra en planet, der falder ned i en halespind?
Ikke desto mindre kan rumrejser meget vel give menneskeheden meget mere end bare et livreddende halm for excentriske milliardærer. Uanset om det er moderne rumfartøj i en lav-jords bane eller fremtidige forposter på Månen eller Mars, bliver vi nødt til at gengive livscyklussen uden for vores planet på en eller anden måde. Og til nuværende og fremtidige rumflyvninger er teknologier i en lukket cyklus og universel behandling nødvendige - de vil give en utømmelig strøm af vand, luft og mad.
På den anden side ved vi allerede, hvordan vi bringer fare for planeten, og hvad der skal gøres ved den.”Alle de værktøjer, du har brug for til bæredygtig levevis, er her og nu,” sagde Kate Marvel, klimatolog fra Columbia University og associeret med NASA. "Ja, vi kan stadig ikke løse problemet med klimaændringer, men slet ikke fordi vi er tiltrukket af rummet." Rumflyvninger alene kan ikke redde Jorden, og endnu mere med naive drømme om at forlade deres hjemmeplanet.
Landbrug Tin Can
Det er umuligt at overleve uden teknologisk innovation i rummet, men tidligere beslutninger var af rent midlertidig karakter. Husk bare serien med bemande flyvninger fra NASA på Apollo-rumfartøjet - deres maksimale varighed nåede 12 dage. Men ændring er lige rundt om hjørnet: Trump-administrationen lover at lande på månen i 2024. Luke Robertson, senior flyvetestforsker ved NASAs Kennedy Space Center, siger, at agenturet har til hensigt at bygge bæredygtig infrastruktur på månens overflade inden 2028, hvilket vil kræve langvarig, vedvarende opbevaring af mad, luft og vand.
Nogle af disse teknologier går ud over astronautik. Til sidst migrerede en hel del opfindelser udviklet af rumfartsbureauer til den kommercielle sektor. Tag for eksempel et antal økologisk orienterede projekter - herunder bæredygtig olieproduktion og brug af LED-belysning til afgrødedyrkning.
Høst afgrøder i rummet er ikke en triviel opgave. Så teknologier som specialiseret belysning og avancerede sensorer spiller en nøglerolle ombord på International Space Station (ISS), hvor energieffektive metoder som Veggi-systemet bruges til at fremstille mad, forklarer NASA-producent Joya Massa. Plantevækst-LED'er blev først brugt i 1980'erne som en del af NASA-eksperimenter. I disse dage, bemærker Massa, sparer denne teknologi enorme mængder energi i produktion af drivhusafgrøder.
Salgsfremmende video:
NASA arbejdede også med Florikan. Dette firma udvikler polymerovertrukne gødninger, der frigiver næringsstoffer langsomt og gradvist. Dette hjælper med at reducere gødningsafstrømning i miljøet og reducere miljøskader. Gødning, siger Massa, er blevet brugt i rummet og har vist sig godt på ISS. Selvom de er beregnet til yderligere brug i rummet, bruges de også med succes i kommercielt landbrug.
Nogle miljøinnovationer er kun sket, fordi NASA arbejder på en ansvarlig miljøstyring, siger Daniel Lockney, leder af teknologioverførsel. At bygge pladsudstyr på Jorden er en rodet forretning. Brændstof, maling, opløsningsmidler og andre giftige materialer kan frigives i miljøet. Derfor udviklede NASA emulgeret nulvalensjern (EZVI), et materiale, der "klæber" til klorerede opløsningsmidler i grundvandet. Oprindeligt blev det brugt til at rydde op startpladser, men gradvist blev det anvendt i kemiske anlæg og stærkt forurenede steder under regeringens Superfund-program.
Både kosmonauter og jordfugle har behov for drikkevand. Forgiftet vand dræber millioner af mennesker hvert år, og alle midler er gode til at forhindre denne tragedie.
Et godt eksempel på, hvordan NASA kan løse dette problem, er den mikrobiologiske kontrolventil. Systemet blev oprindeligt udviklet til amerikansk rumfartøj, men dets forbedrede version er installeret ombord på ISS, hvilket passivt forhindrer skadelige mikrober i at komme ind i drikkevandsbeholdere. Andre ændringer arbejder på Jorden, og holder vandet rent i forurenede områder uden adgang til elektricitet - og i tandkirurgiske indgreb. (Husk den væske, du skyller munden med, efter at du har besøgt din læge? Nå, dette vand er gennemgået den samme rengøring for at minimere risikoen for orale infektioner.)
Roberson og Melanie Pickett, en NASA-videnskabsmand med en ph.d., arbejder på vandrensningssystemer til rumrejse, herunder ISS. Spildevand behandles nu med kemikalier.”Men disse kemikalier er ikke bæredygtige,” siger Roberson. Systemet kræver konstant påfyldning fra Jorden. Han og Pickett udvikler nye systemer, der bruger planter og mikrober til at behandle affald. I sidste ende vil dette vise sig at være et nyt ord i arbejdet med toiletter og septiktanke på Jorden.
Som med vand er det langt fra let at gøre åndedrætsluft til en ubegrænset ressource i rummet. På ISS udvindes ilt traditionelt fra vand - det skal konstant bringes ind fra Jorden, hvilket er dyrt og spildt. Siden 2018 har Det Europæiske Rumfartsagentur (ESA) forsøgt at vende tingene rundt med et nyt, avanceret lukket loop-system, der fjerner kuldioxid fra rumstationens atmosfære, frigiver ilt for at genopfylde åndbar luft og sparer vand.
Skønt i uforholdsmæssigt stor skala og med forskellige operationelle krav vil kulstofindfangningssystemer være meget nyttige på Jorden som en del af en omfattende løsning på klimaproblemer. Teknologi udviklet til rum kan godt arbejde på Jorden.
Tilfældige yderligere effekter
Et af hovedprincipperne for alle disse innovationer er, at intet spildes. I rummet bemærker Massa, selv affald betragtes som en værdifuld ressource, og det er hensynsløst at bortskaffe det. Dette er grundlaget for lukkede kredsløbssystemer: ideelt set behandles alle komponenter uden undtagelse, og der skabes slet intet affald. Forestil dig et forseglet terrarium, hvor miniatyrplanteøkosystemer lever og trives i årtier uden den mindste interferens udenfor.
Projektet Microecological Life Support System Alternative eller Melissa (MELiSSA) følger strengt dette princip. Ved hjælp af et kontinuerligt forbedret pilotanlæg i Barcelona arbejder dette projekt i regi af Det Europæiske Rumorganisation (ESA) for at skabe et lukket biologisk livssupportsystem.
Pilotanlægget, der bruger fotosyntese til at behandle affald, rense luft, levere ilt og producere mad, beboes ikke af astronauter, men af rotter. Under sit arbejde er flere generationer af dyr allerede ændret, og hidtil har der ikke været nogen ofre blandt dem. Et antal Melissa-relaterede eksperimenter - for eksempel Artemiss, der producerer fødevarebiomasse og ilt fra fotosyntesen - implementeres med succes på ISS.
Projektet blev lanceret i 1989 for at skabe et livsstøttesystem for besætningen på en lang interplanetær rejse i midten af 2020'erne. Resultaterne har været lovende, siger Christophe Lasseur, leder af Melissa ved ESA. For eksempel kan den samme urinrensningsteknologi anvendes til fjerntliggende områder og katastrofeområder - hvilket sparer penge på den dyre transport af drikkevand langvejs.
Høje idealer er en ting, men kriteriet for al sandhed er praksis. Ikke alle innovationer realiseres, og desuden er det bestemt ikke natten over. Som Robertson forklarer, tager det gennemsnit syv til ti år, før hans egne opfindelser når kommercielt niveau. Melissa er designet til 50 år.
Vi er nødt til at være tålmodige.”Faktisk er dette meget seende,” siger Lockney.”Vi er ikke i tvivl om, at vandet er vådt. Så at investere i nye eksperimenter vil før eller senere give os opfindelser, der vil gavne hele menneskeheden."
Innovationerne understreger kun behovet for at investere i design- og udviklingsarbejde.”Det mest nysgerrige ved videnskab er, at man aldrig ved, hvad der vil ske i sidste ende,” siger Marvel. I sidste ende gættede ingen, at Internettet og Large Hadron Collider ville vise sig fra den samme bestræbelse.
Bortset fra de lange ledetider og elementet i uforudsigelighed, har astronautik allerede bidraget til at skabe en række effektive (hvis ikke revolutionerende) forbrugerteknologier. Hvorfor er de stadig lidt kendt for offentligheden? Chad Anderson, administrerende direktør for venture capital-gruppen Space Angels, mener, at noget af dette kan tilskrives dårlig markedsføring.
Anderson mener, at teknologioverførsel fra rummet har ført til betydelige fremskridt inden for bæredygtig fremstilling samt i mere jordiske områder som transport, sundhedsydelser og kommunikation. Problemet er, at rumfartsbureauer ikke effektivt annoncerer deres succeshistorier til offentligheden. "Rumvirksomheder er berygtede for dårlig selvpromovering," siger Anderson.
Ironisk nok siger Anderson, at tackle den aktuelle situation afspejler en endnu større udfordring. Tag for eksempel NASAs firmapublikation Spinoff magazine, der har dækket teknologiinnovationer siden 1976. På trods af sin solide stamtavle forbliver magasinet en meget specialiseret og utilgængelig publikation - det læses næsten aldrig, og mange har aldrig hørt om det. For at interessere offentligheden og nå den generelle læser anbefaler Anderson at understrege forholdet mellem astronautik og hverdagen mere tydeligt.
Skat, jeg krympet planeten
Uanset hvad det er, er miljøinnovation velkommen, men vi kan ikke stole på teknologiske løsninger alene. Landet er ret beboeligt, siger Marvel, og der er intet at stræbe efter at flytte til dåser. Heldigvis tillader nogle projekter os ikke kun at overleve i rummet, men hjælpe os med at lære vores egen planet bedre at kende.
Tag den berømte Biosphere 2 i Arizona. I 1990'erne fandt der et banebrydende eksperiment sted: omhyggeligt udvalgte mænd og kvinder blev anbragt i en slags isoleret levested i to år for at observere udviklingen af deres forhold og økosystemer (Biosphere 1 forstås som Jorden).
Selvom det meste af "Biosphere-2" blev husket som en episode, hvor niveauet af ilt faldt så meget, at livene til indbyggerne var i fare og udenfor indgriben var påkrævet, var eksperimentet mere vellykket, end det måtte se ud. Videnskabsmænd har forstået meget om jordens livsstøttesystemer, og forskellige videnskabelige værker hældes ud som et hornhinde. Dette var faktisk ideen: at forstå de forskellige jordens systemer for bedre at kunne styre planeten, forklarer John Adams, den nuværende viceadministrerende direktør for anlægget, der senere overgik til University of Arizona.
I dag gengiver stedet flere økosystemer fra modellen - fra naturalistiske regnskove til havmassen. Ved at manipulere de forskellige elementer i disse økosystemer sammen og individuelt forsøger forskere at forstå, hvordan deres reelle kolleger fungerer (og nedbrydes).
På samme sted, men ikke inden for rammerne af det indledende eksperiment "Biosphere-2", fungerer Observatoriet for landskabsudvikling. Det består af tre massive strukturer bygget på skråningen af vulkansk basalt, der på mange måder ligner Mars terræn. Peter Troch, videnskabsdirektør for Biosphere 2, forklarer, at observatoriet er med til at forstå, hvordan man forvandler et livløst landskab til noget bæredygtigt. "Typisk er de fysiske og biologiske verdener tæt svejset sammen, og det er ikke let at adskille dem for at forstå dynamikken i deres forhold og forbinde dem igen," siger Adams. Observatoriet for landskabsudvikling er beregnet til denne "økologiske åbning".
Mens dette arbejde primært fokuserer på rummiljøet, bemærker Troch, kunne den viden, der er opnået, hjælpe med at gendanne Jordens mest forringede økosystemer.”Uanset om det er i rummet eller på jorden, løser vi de samme problemer,” siger Daniele Laurini, leder af ESAs forskningssystemer.
En forståelse af Jorden er her afgørende. "Hvis vi stadig ikke forstår, hvordan de jordiske systemer fungerer, takket være hvilke vi lever, og som vi er afhængige af, hvorfor forestilte vi os så, at vi kunne genskabe dem?" Spørger Adams.
Rumteknologier spiller bestemt en nøglerolle - og ikke kun i livsstøttesystemer. Takket være de samme satellitter har vi trods alt observeret planeten med et hidtil uset detaljeringsniveau i flere årtier. For klimatologer og miljøforkæmpere var dette et vandløbets øjeblik, bemærker Marvel.
Men hvis vi holder Jorden i stand til at leve - og vi allerede allerede er i stand til at løse denne krise - hvad er da poenget med at stræbe efter stjernerne? Vi kan producere ilt på Mars, så vi har noget at indånde eller dyrke salat på Månen, så vi har noget, men Jorden har allerede givet os alt dette, siger Massa. Måske, udtrykker hun, udfordringerne ved overlevelse i rummet vil få mennesker til at sætte pris på flere af de ting, vi tager for givet derhjemme.
Robin George Andrews