我們都聽過關於美國太空總署和特殊太空筆的笑話。為什麼他們不像俄羅斯人只使用鉛筆？
除了這個笑話的前提之外本質上是一個神話，背後隱藏著更大的科學迷思。價值 100 萬美元為 NASA 打造的鋼筆幾乎可以在你能想像到的任何情況下書寫，事實上，它解決了鉛筆在太空船密封環境中潛在的火災隱患。在阿波羅一號試射悲劇後，該組織提出了有先見之明的擔憂。
您可能想知道地球上的太空筆與火星之旅和保護環境之間的聯繫有什麼關係 - 但請耐心聽我說。人們的反應是對這種所謂的在鋼筆上的瘋狂超支的蔑視，這表明人們不知道需要考慮多少不同的事情才能使大氣層外的任務安全和成功。
國際太空站（ISS）位於距離地球表面400公里處，是完全封閉的系統。太空無法滿足太空人的空氣、水和食物等人類基本需求，因此必須以循環方式管理有限的資源，確保從太空中攜帶的任何物品中獲得最大價值。
我們認為理所當然的東西，例如鉛筆，可能會被證明是致命的危險，或者可能無法像在地球上那樣在太空中發揮作用。因此，登機前必須仔細考慮所有物品，但由於重量限制如此嚴格，每個決定也必須考慮效率。
當你這樣思考時，我們本質上就是我們自己，在同一系統的更大版本中漂浮在太空中。引用美國未來學家理查德·巴克明斯特·富勒的話說：“我們都是一艘名為地球的小宇宙飛船上的宇航員。”我們擁有自給自足的維生系統、有限的資源，並且需要以一種不會讓垃圾堆積在地球每個角落的方式處理垃圾。我們必須找到保護自己安全的方法，就像太空人一樣。
就像太空筆一樣，為外星活動開發的技術可以用來解決人類面臨的問題。在太空中長期生存的另一個挑戰是，有可能產生大量有用的解決方案，其應用範圍比隨時隨地寫作的能力要廣泛得多。但這項技術究竟如何改善我們在地球上的生活呢？
長期太空旅行的挑戰
全球有 72 個國家設有航太機構，其中 14 個國家具備發射能力。在歐洲，自 20 世紀 80 年代以來，歐洲太空總署 (ESA) 一直在努力研究如何使太空船成為一個自我維持的環境。
「[我們的]目標是打造終極回收機器，」Rob Suters 聯合創始人歐空局 MELiSSA 計劃告訴歐洲新聞生活報。 MELiSSA 成立於 1989 年，是一個由來自 60 個不同學術機構的成員組成的國際組織，其目標是使人類長期太空旅行（例如往返火星）成為現實。
該縮寫詞代表“微生態生命支持替代方案”，該組織有多個旨在幫助太空人再生資源的項目。這將使他們不必從地球上攜帶執行長途任務所需的一切。
「從戰略上講，開發一個封閉的生命維持系統比建造更大的火箭並把所有東西都運來並耗盡庫存更有意義，」蘇特斯說。隨著任務變得越來越長，發射所需物資所需的火箭可能會變得非常大。
「火星太空任務大約需要三年才能完成。機組人員由 6 名太空人組成，往返旅程需要大約 30 噸物資，」他透露。 “這包括最少量的水、營養物質和氧氣。”
“為了真正實現火星或更遠的太空旅行，必須不斷回收資源，[...]，以便在現場生產食物、水和氧氣。”
為什麼航天器與地球沒有太大不同
為了實現這一目標，MELiSSA 基金會研究了九個不同的領域，包括廢棄物管理、回收和有效的電腦建模。這九個領域涵蓋了資源稀缺、糧食生產、水和清潔空氣等議題。
蘇特斯在這裡插話說，他希望太空船和地球之間的相似之處變得更加清晰。他的意思是，能夠重建人類可以生存的密封生態系統當然有利於太空旅行。但由此產生的技術也可以使那些生活在世界上不容易找到水甚至清潔空氣的地方的人們受益。
「這些專業知識和研究結果與地球直接相關，因為本質上我們在太空中面臨的挑戰與我們在地球上面臨的挑戰是相同的，」他說。 “因此，專為太空設計的解決方案也是如此，通常會進行修改，當然包括升級。”
摩洛哥蓋尼特拉大學就是一個例子。最初為國際太空站太空人開發的廢水回收系統現在被用來為學校生產飲用水。有機膜背後的原理是由 MELiSSA 創建的，利用細菌、藻類和其他過濾器去除該地區地下水中的硝酸鹽。它們的孔比單一人類頭髮細 700 倍，可以輕鬆過濾掉不需要的化合物，幾乎不需要持續維護。
ESA 表示，如果這對學校效果良好，該技術可以擴大規模，為整個周圍的 Sidi Taïbi 村莊提供乾淨的飲用水。這也可能使摩洛哥更接近會議聯合國永續發展目標6：乾淨的水和衛生設施。
啤酒和太空旅行
MELiSSA 所做的工作也許是一個不太令人期待的應用可以在荷蘭的 La Trappe 啤酒廠找到。它是蘇特斯最喜歡的項目之一，也是循環水回收的測試設施，對於自我維持的生命維持系統至關重要。
使用充滿 2,000 多種不同微生物的生物反應器，可以回收啤酒廠的廢水來灌溉作物或添加到啤酒生產過程中。碳、氮和磷也可以被回收轉化為植物肥料甚至人類食物。可能不是提供乾淨的水污染嚴重的村莊，但這一切都有助於減輕啤酒廠對週邊地區的影響 - 使其運作更加永續和循環。
那麼，不難看出，在太空中度過數年的這些問題以及為解決這些問題而開發的技術如何能夠產生巨大的環境效益。正如蘇特斯總結的那樣，「當地球在宇宙中移動時，我們都是太空旅行者，我們的星球就是我們的太空船，只不過顯然它不是我們建造的，但仍然需要照顧它。
“我們需要開始像宇航員對待他或她寶貴的太空棲息地一樣對待我們的星球。”
