Διαστημικά συστήματα υποστήριξης ζωής κλειστού κύκλου: τεχνολογίες και προοπτικές επίγειων εφαρμογών - Προφητηλιώτης, Γεώργιος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, 2016)
Ως τώρα, η σχέση της διαστημικής τεχνολογίας με την αειφόρο ανάπτυξη είχε διερευνηθεί μόνο υπό το πρίσμα των δορυφορικών δεδομένων. Μόλις πρόσφατα ήρθε στο προσκήνιο η προοπτική μεταφοράς τεχνολογίας από τα διαστημικά συστήματα υποστήριξης ζωής κλειστού κύκλου σε επίγειες εφαρμογές για την αειφορία. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι, λοιπόν, πρώτον, να αναδείξει το δυναμικό αυτών των επίγειων εφαρμογών των διαστημικών τεχνολογιών υποστήριξης ζωής και, δεύτερον, να υπογραμμίσει τη δυνατότητα ερευνητικής συνέργειας των φορέων που εμπλέκονται στον τομέα του διαστήματος με εκείνους του τομέα της αειφορίας, προκειμένου να διαμορφωθεί μια κοινή στρατηγική ταυτόχρονης ανάπτυξης τεχνολογικών καινοτομιών διττής χρήσης: τόσο για το διάστημα όσο και για τη Γη. Έτσι, στο πρώτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται εκτενώς τα βασικά χαρακτηριστικά του διαστημικού περιβάλλοντος που δυσχεραίνουν την επιβίωση του ανθρώπου εκεί, έτσι ώστε να γίνει κατανοητός ο κρίσιμος ρόλος των συστημάτων υποστήριξης ζωής. Έπειτα, περιγράφονται οι λειτουργίες που οφείλει να επιτελεί κάθε τέτοιο σύστημα, με έμφαση στην παροχή οξυγόνου, νερού και τροφής, παράλληλα με την επεξεργασία των μεταβολικών αποβλήτων του πληρώματος. Με βάση αυτή τη λειτουργία διαχείρισης πόρων, παρουσιάζονται οι δύο βασικές κατηγορίες στις οποίες διακρίνονται αυτά τα συστήματα: η κατηγορία ανοιχτού κύκλου -χωρίς ανακύκλωση πόρων- και η κατηγορία κλειστού κύκλου -με ανακύκλωση πόρων-. Στη συνέχεια, μέσα από μία ανασκόπηση της ιστορικής εξέλιξης των προγραμμάτων των επανδρωμένων διαστημικών πτήσεων, φωτίζονται τα γεγονότα και οι ανάγκες που οδήγησαν στην αλλαγή υποδείγματος από τα συστήματα ανοιχτού κύκλου στα συστήματα κλειστού κύκλου. Τέλος, σημειώνεται, μετά από μία σύγκριση των δύο αυτών υποδειγμάτων, ότι η τελική επιλογή μεταξύ ενός συστήματος υποστήριξης ζωής ανοιχτού κύκλου και ενός κλειστού κύκλου εξαρτάται καθοριστικά από την απαιτούμενη μάζα προς εκτόξευση και από τη διάρκεια της επανδρωμένης αποστολής. Στο δεύτερο κεφάλαιο, η εργασία επικεντρώνεται στα συστήματα υποστήριξης ζωής κλειστού κύκλου, τα οποία είναι και τα καταλληλότερα για τις επανδρωμένες διαστημικές αποστολές μακράς διάρκειας. Αρχικά, παρουσιάζονται και περιγράφονται αναλυτικά οι διάφορες τεχνολογίες που αξιοποιούνται στον σχεδιασμό αυτών των συστημάτων, τα επίπεδα τεχνολογικής ωριμότητάς τους, καθώς και η βασική διάκρισή τους σε φυσικοχημικές και βιολογικές. Μετά από μια συγκριτική επισκόπηση αυτών των δύο διαφορετικών τεχνολογικών οικογενειών, τονίζεται ότι, εξαιτίας των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων που εμφανίζει η κάθε μία, θα ήταν σκόπιμος ο συνδυασμός τους σε υβριδικά συστήματα υποστήριξης ζωής κλειστού κύκλου, τα οποία θα μπορούσαν να εμφανίζουν σαφώς βελτιωμένα χαρακτηριστικά από τα αμιγώς φυσικοχημικά ή τα αμιγώς βιολογικά. Τέλος, σημειώνεται πως η ανάπτυξη τέτοιων υβριδικών συστημάτων θα μπορούσε να αποτελέσει τον ενδιάμεσο σταθμό σε ένα στρατηγικό σχέδιο μετάβασης από τα αμιγώς φυσικοχημικά συστήματα στα αμιγώς βιολογικά˙ θα μπορούσε, δηλαδή, να υποβοηθήσει τη μελλοντική ανάπτυξη τεχνητών κλειστών οικοσυστημάτων και βιοσφαιρών για τον αποικισμό του διαστήματος. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται λόγος για την κατάσταση της γήινης βιόσφαιρας κατά την Ανθρωπόκαινο Εποχή και τονίζεται ο υβριδικός της χαρακτήρας που έχει προκύψει από την εντατική τεχνολογική δραστηριότητα του ανθρώπου. Αυτή η συνειδητοποίηση υποδεικνύει μία χρήσιμη συνάφεια μεταξύ της βιόσφαιρας και των μελλοντικών συστημάτων υποστήριξης ζωής κλειστού κύκλου: αφού το φυσικό περιβάλλον του ανθρώπου είναι, πλέον, υβριδικό, φαίνεται πως η ανάπτυξη υβριδικών συστημάτων υποστήριξης ζωής θα ήταν μια αρκετά δικαιολογημένη στρατηγική. Επιπροσθέτως, φωτίζεται η συνάφεια των μελλοντικών αυτών συστημάτων με τα οικοσυστήματα που είναι κλειστά ως προς την ύλη, προτού συζητηθούν αναλυτικά οι σχετικές πειραματικές εγκαταστάσεις κλειστών οικοσυστημάτων σε Ευρώπη, ΗΠΑ, Ρωσία, Ιαπωνία και Κίνα. Τέλος, σημειώνεται πως, επιπρόσθετα από τους δύο κεντρικούς στόχους αυτών των εγκαταστάσεων που είναι η εξακρίβωση των οικολογικών θεωριών και η ωρίμανση των τεχνολογιών για τα διαστημικά ενδιαιτήματα, υπάρχει μια αξιόλογη δυνατότητα αξιοποίησης των ερευνητικών τους αποτελεσμάτων και σε πιο πρακτικές επίγειες εφαρμογές. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο, η εργασία επικεντρώνεται στις προοπτικές αξιοποίησης των διαστημικών τεχνολογιών υποστήριξης ζωής που ωριμάζουν στα προαναφερθέντα πειραματικά κλειστά οικοσυστήματα σε δύο ευρύτερους τομείς επίγειων εφαρμογών: στις μεγαπόλεις και στα ακραία περιβάλλοντα. Οι προοπτικές αυτές οφείλονται κυρίως στην ανάγκη ορθολογικής διαχείρισης πόρων που είναι εξαιρετικά επιτακτική τόσο στο διάστημα όσο και στη Γη. Εκτός αυτής της δυνατότητας μεταφοράς τεχνολογίας, όμως, τονίζεται και η εξαιρετική ευκαιρία που ανακύπτει χάρη σε αυτήν την ευθυγράμμιση των στόχων: η ευκαιρία συνεργατικής ανάπτυξης τεχνολογικών καινοτομιών διττής χρήσης που θα μπορούν να προσαρμοστούν τόσο στο διαστημικό όσο και στο επίγειο περιβάλλον. Εν τέλει, συνάγεται το συμπέρασμα πως, αφού ο τελικός στόχος είναι η αειφόρος ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισμού σε ένα ή περισσότερα ουράνια σώματα, θα ήταν αποδοτικότερο να ακολουθηθεί μία κοινή ερευνητική στρατηγική, στην οποία θα συνεισφέρουν κατάλληλα οι φορείς που εμπλέκονται τόσο με την αειφορία όσο και με την ειρηνική ανάπτυξη του διαστήματος.