马特·威廉姆斯，《今日宇宙》 由时间尺度项目开发的原型空间温室，它回收养分来种植食物
信用:Karoliussen/HORIZON 如果我们打算派遣载人任务到深空地点，那么我们需要想出保持人员供应的解决方案
对于国际空间站(ISS)上的宇航员来说，他们经常从地球上接受补给任务，这不是一个问题
但是对于前往火星等目的地的任务来说，自给自足是游戏的名字
这是由挪威跨学科空间研究中心开发的生物宇宙和时间尺度项目背后的想法
这两个系统都是为了给宇航员提供可持续和可再生的饮用水和植物食物
通过这样做，他们解决了人类执行长期任务的两个最重要的需求，这两个需求将使他们远离家乡
尽管国际空间站可以在短短六个小时内(从发射到补给舱与空间站对接的这段时间)得到补给，宇航员在轨道上仍然依靠保护措施
事实上，国际空间站上大约80%的水来自呼吸和汗水产生的空气中的水蒸气，以及回收的淋浴水和尿液——所有这些都经过化学处理，可以安全饮用
食物是另一回事
美国宇航局估计，国际空间站上的每个宇航员将消耗0
83公斤(1
83磅)的食物，相当于大约2
5公斤(5
5磅)
大约0
12千克(0
27磅)仅来自包装材料，这意味着一名宇航员每天将产生近一磅的废物，这甚至还不包括来自饮食的另一种“废物”
简而言之，国际空间站依靠昂贵的补给任务来提供20%的水和所有的食物
但是如果宇航员在月球和火星上建立前哨基地，这可能不是一个选择
虽然向月球运送补给品可以在三天内完成，但定期运送的需要将使运送食物和水的成本高得令人望而却步
同时，宇宙飞船到达火星需要八个月，这是完全不切实际的
因此，无怪乎为月球和火星提议的任务架构包括就地资源利用(ISRU)，宇航员将使用当地资源尽可能自给自足
月球和火星表面的冰就是一个典型的例子，它们将被用来提供饮用水和灌溉用水
但是去深空探测的任务在运输途中没有这个选择
为了提供可持续的水供应
Emmanouil Detsis和他的同事正在开发用于太空探索的湿系统的生物污染综合控制(BIOWYSE)
该项目始于对延长淡水储存时间、实时监测污染迹象、用紫外线(而不是化学物质)净化淡水以及按需分配淡水的方法的研究
艺术家对Biolab的印象
用于支持微生物、小型植物和小型无脊椎动物生物实验的设施
学分:ESA-D
Ducros 结果是一台自动化机器可以完成所有这些任务
作为博士
德特西解释说:“我们想要一个系统，你可以把水从A带到Z，从储存水到让人们可以饮用
这意味着你储存水，你能够监测生物污染，如果有必要，你能够消毒，最后你把水送到杯子里喝……当有人想喝水时，你按下按钮
它就像一个饮水机
" 除了监测储存的水，BIOWYSE机器还能够分析航天器内部的潮湿表面的污染迹象。
这一点很重要，因为像宇宙飞船和空间站这样的封闭系统会积聚湿气，导致水在不干净的地方积聚
一旦这些水被回收，就有必要净化储存在系统中的所有水
“这个系统是为未来的栖息地而设计的，”博士补充道
Detsis
“所以在未来的几十年里，围绕月球建立一个空间站，或者在火星上建立一个野外实验室
在船员到达之前，这些地方的水可能已经在那里停留了一段时间
" 空间探索可扩展高级生命支持系统(时间尺度)项目中模块化设备开发的技术和创新旨在为植物生长回收水和养分
这个项目是由Dr
来自挪威空间跨学科研究中心的安-伊伦·基唐·约斯特
该系统与欧洲模块化培养系统(EMCS)或生物实验室系统没有什么不同，后者分别于2006年和2018年被送往国际空间站进行空间生物实验
从这些系统中汲取灵感，博士
乔斯特和她的同事设计了一个“太空温室”，可以培育植物并监控它们的健康
正如她所说:“我们(需要)最先进的技术来培育未来月球和火星太空探索所需的食物
我们以(ECMS)为起点，定义概念和技术，以了解更多关于在微重力条件下种植作物和植物的知识
" TPU自治温室栽培的植物
信用:TPU 与它的前身生物实验室和ECMS非常相似，时间刻度原型依靠旋转离心机来模拟月球和火星的重力，并测量这对植物吸收养分和水分的影响
这个系统在地球上也很有用，可以让温室重复利用养分和水，以及更先进的传感器技术来监测植物的健康和生长
当人类出现在月球、火星和深空任务时，像这样的技术将是至关重要的
在未来的几年里，美国国家航空航天局计划通过阿尔特弥斯计划实现期待已久的重返月球，这将是他们设想的“可持续月球探索”计划的第一步
" 这一愿景很大程度上取决于建立一个轨道栖息地(月球之门)以及支持人类持久存在所需的地面基础设施(阿尔特弥斯大本营)
类似地，当美国国家航空航天局开始进行载人火星任务时，任务结构要求一个轨道栖息地(火星基地营地)，接下来很可能是一个在表面上的栖息地
在所有情况下，前哨都需要相对自给自足，因为补给任务无法在几个小时内到达
医生
德特西解释说，“它不会像国际空间站一样
你不会一直有一个固定的团队
有一段时间，实验室可能是空的，直到三四个月(或更长)后下一班到来，才会有工作人员
水和其他资源将被搁置在那里，它可能会积聚微生物
" 能够确保饮用水安全、清洁和稳定供应的技术——以及能够以可持续方式种植植物的技术——将使前哨站和深空任务达到自给自足的水平，并减少对地球的依赖
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