Fenntartható fejlődés gyakorlati szemmel

800px-STS-114 Steve_Robinson_on_Canadarm2Századunk egyik sokat emlegetett környezetvédelmi problémája, Földünk nyersanyagforrásainak kimerítése már sokakban elültette a gondolatot, hogy egy bolygó sajnos már nem elég az emberiség életkörülményeinek fenntartásához.  Az űrkolóniák létesítése lehet a megoldás a számos Nap körül keringő véges erőforrással rendelkező bolygó benépesítésére. Az űrkolonizáció a sci-fi irodalom egyik meghatározó témája, ugyanakkor számos nemzetközi űrprogram távlati célja is. Miközben sokak a Mars és a Hold kolonizálásán gondolkodnak, mások szerint az első űrkolóniák bolygó körüli pályákon fognak keringeni. Egyes megállapítások szerint az ehhez szükséges nyersanyagok elegendő mennyiségben vannak jelen a Holdon és a Kisbolygóövben, valamint bőséges és könnyen hozzáférhető napenergia áll rendelkezésre. A telepesek bányászhatnának pl. a Holdon, vagy műholdhoz kötött napkollektorokkal akár kiválthatják a földi erőműveket is.

 A Holdon és Marson épülő kolóniák tehát használhatnának helybéli nyersanyagokat, habár a Hold illékony gázokban szegény (leginkább hidrogénben és nitrogénben), ugyanakkor nagy mennyiségű oxigénnel, szilikátokkal és olyan fémkészletekkel rendelkezik, mint például a vas, alumínium és titán.

Űrbéli kolóniák építéséhez az űr egyszerű megközelíthetőségére, hozzáférhető élelemre, emberi munkaerőre, építőanyagokra, energiára, szállító rendszerekre, kommunikációs képességekre, életfenntartó rendszerekre, szimulált vagy valódi gravitációra és sugárvédelemre lehet szükség. A kolóniák feltehetőleg úgy lennének kialakítva, hogy megfeleljenek ezen követelményeknek. A kolonizáció végső célja a Földön kívül élő önellátó, gyarapodó társadalmak lehetnek.

A kozmikus sugárzás és napszél az űrben az ember számára időnként halálos mennyiségű sugárzási környezetet jelenthet. Föld körüli pályán a Van Allen sugárzási övek teszik nehézzé a Föld atmoszférája feletti életet. Hogy egy ilyen kolónia életben maradjon, a szerkezet falának megfelelő mennyiségű anyaggal kell rendelkeznie, ami elnyeli a bejövő sugárzás nagy részét. Ehhez a burkolatnak négyzetméterenként nagyjából 5-10 tonnányi tömegre volna szüksége. Ez legolcsóbban az aszteroidák anyagának és a Hold porának feldolgozása – az oxigén, fémek és egyéb hasznos anyagok kinyerése – után megmaradt hulladék-anyagból valósítható meg. Ugyanakkor egy ilyen masszív törzzsel rendelkező jármű irányítása jelentős nehézségekbe ütközhet. A test lendülete elengedhetetlenné tenné az erős hajtóművek alkalmazását a mozgás megállításához vagy elindításához. Ez elég komoly problémát feltételez, ugyanis gyakran a Föld körüli pályára állítás költségei jelentik az űrkutatás elsődleges korlátait. Az űr benépesítéséhez így sokkal olcsóbb űrrakétákra vagy az azt kiváltó eszközökre lenne szükség, valamint egy megoldásra, ami elkerüli, hogy a jármű súlyosan károsítsa a légkört az ezernyi vagy akár milliónyi kilövés során.

Az ember hosszú távú túléléséhez levegőre, vízre, élelemre, tűrhető környezeti hőmérsékletre, gravitációra és nyomásra van szükség. A Földön ezeket maga a bolygó és nagy kiterjedésű, összetett bioszférája biztosítja. Egy űrkolónia esetében egy viszonylag kisméretű zárt ökológiai rendszernek kell a tápanyagokat újratermelnie vagy a keletkezett hulladék felhasználásával vagy külső forrásból feldolgoznia, az esetleges „összeomlás” veszélye nélkül.

Az űrbéli életfenntartó rendszerek egyik legközelebbi földi analógiáját a nukleáris meghajtású tengeralattjárók alkotják. Ezen tengeralattjárók gépesített életfenntartó rendszerekkel rendelkeznek és akár hónapokig biztosítják a legénység életben maradásához szükséges feltételeket a víz alatt, anélkül, hogy a felszínre emelkednének. Feltehetőleg hasonló megoldások alkalmazhatók az űrkolóniák esetében is. Ugyanakkor a nukleáris meghajtású tengeralattjárók „nyílt ciklikussággal” működnek és általában a tengerbe bocsátva szabadulnak meg a termelődő szén-dioxidtól, de az oxigént újrahasznosítják.

Más megközelítésből, amely sokak számára szimpatikusabb, az Arizonában elvégzett Biosphere II. kísérlet bebizonyította, hogy egy összetett, kisméretű, zárt, ember által felépített bioszféra képes nyolc ember legalább egy évig történő ellátására. A kísérlet során azonban számos probléma is fellépett. A kétéves küldetés első éve után külső oxigén feltöltéssel kellett beavatkozni, mert atmoszférájuk széndioxiddal telt meg.

Bár a földi növénytermesztésnek is megvannak a maga problémái, az ember, aki űrutazásokkal tarkított jövőt képzel el magának, szívesen foglalkozik az űrbéli növénytermesztés problémakörével. A rendkívül drága NASA kutatások olyan különleges eredményeket produkálnak, amelyek a földön is megreformálhatják a jövő növénytermesztését. A Texasi Mezőgazdasági Kísérleti Állomáson a Mars és a Hold különleges körülményei között tenyésztenek salátát speciális nevelő kamrákban. A salátástál nevet viselő projekt kutatóinak célkitűzése, hogy bárhová is jutnak el az emberek, hosszabb tartózkodás esetén a nélkülözhetetlen élelmiszereket ezen időtartam alatt elő tudják állítani. Az űrben termesztett friss növényeknek vitathatatlan a táplálkozás-élettani hatása, az abban rejlő előnye. A pszichikai, emóciós hatások is lényegesek, hiszen olyan ételt fogyaszthatnak az asztronauták, amely, friss, zöld, illatos. Azaz emlékeztet a földi életre.

A friss növények űrbeli termesztése legalább olyan kemény feladat, mint űrhajót építeni, hiszen csupa olyan tényezőre van szükség, amely az adott körülmények között nem áll rendelkezésre. Ilyen pl. a széndioxid és oxigén tartalmú atmoszféra, légnyomás, gravitáció (a földi gravitáció egyhatodának) hiánya, a nappalok és éjszakák váltakozásának különbözősége a Holdon. Az alapos növénytermesztési ismereteken kívül a kutatóknak minderre tekintettel ki kell fejlesztenie egy optimális, földi életkörülményeket felvonultató nevelő kamrát, amely űrbeli körülmények között üzemel.

450px-El astronauta

A legnagyobb problémát a szivárgás legalacsonyabb szinten tartása jelentheti. Az eddigi kísérleti eredmények alapján megállapították, hogy az alacsony légnyomás befolyásolja a saláta fejlődését. Éjszaka a növények kevesebb etilént termeltek, és kevesebb szénhidrátot égettek el, vagy használtak fel élettani folyamataikhoz. Ez a saláta fejek méretének megnövekedését eredményezte. A megtermelt salátát ízletesnek találták, oxigéntermelésüket, és széndioxid fogyasztásukat is hasznosítani lehet.


Napjainkban a Nemzetközi Űrállomás képezi az egyetlen állandó, az űrben elhelyezkedő lakóteret, ami azonban nem önellátó. A NASA holdbázisa, amely állandó emberi jelenlétet jelentene a Holdon, tervezési fázisban van, azonban 2009-ben Barack Obama elnök megszüntette a holdbázis építését célul kitűző Constellation programot. Számos kutatás zajlik olyan technológiák kifejlesztésére, amiket a jövőben űrkolonizáció során is alkalmazhatnak.

Szerző: Lucza Veronika, biológus - ökológus 

 

(Szerkesztői megjegyzés: Azért írtuk meg ezt a cikket, mert más a véleményünk, miszerint az űr könnyedén benépesíthető.)

 http://index.hu/tudomany/urkutatas/2011/11/24/rangsoroltak_a_lakhato_vilagokat/

Források:

http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2005/09/23/AR2005092301691.html

http://www.hq.nasa.gov/office/hqlibrary/pathfinders/colony.htm

http://www.nytimes.com/2007/07/17/science/17tier.html?pagewanted=all

http://www.nasa.gov/exploration/home/index.html