در ماموریتهای طولانیمدت فضایی مانند سفر به مریخ، استفاده از سامانههای بسته زیستی ضروری است. در این سامانهها، گیاهان با انجام فرایند فتوسنتز، اکسیژن تولید و کربن دیاکسید مصرف میکنند، فاضلابها و زبالهها توسط میکروارگانیسمها به مواد مغذی قابلاستفاده برای گیاهان تبدیل میشوند و هدف نهایی، ایجاد یک اکوسیستم بسته و پایدار است.
نمونههایی از این سامانهها را میتوان در پروژه ملیسا (MELiSSA) متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA)، آزمایش بیوسفر۲ (Biosphere 2) ناسا و سامانه سلز (CELSS) همین سازمان مشاهده کرد.
یک نمونه عملی از چنین سامانههایی، ایستگاه فضایی بینالمللی است. سامانههای پشتیبان حیات در این ایستگاه شامل تولید اکسیژن از طریق الکترولیز آب توسط دستگاهی موسوم به او.جی.ای (Oxygen Generation Assembly به اختصار OGA)، حذف کربن دیاکسید با دستگاه سی.دی.آر.ای (Carbon Dioxide Removal Assembly به اختصار CDRA)، بازیافت آب توسط سامانه دبلیو.آر.اس (Water Recovery System به اختصار WRS) و کنترل دما و تهویه با سامانه تی.سی.اس (Thermal Control System به اختصار TCS) است.
چالشها و آینده سامانههای پشتیبان حیات
پژوهشگران و مهندسان در سراسر جهان در تلاشاند تا چالشهای کنونی توسعه سامانههای پشتیبان حیات در فضا را برطرف کنند. هرچند پیشرفتهایی در این زمینه حاصل شده است، اما فناوریهای کنونی هنوز برای پشتیبانی از فضانوردان در ماموریتهای طولانیمدت به اعماق فضا بهطور کامل تکامل نیافتهاند.
از مهمترین چالشهای کنونی میتوان به کاهش وزن و مصرف انرژی سامانهها، افزایش بازدهی سامانههای بازیافت، قابلیت اعتماد بالا در ماموریتهای بلندمدت و حفاظت موثر در برابر تشعشعات فضایی اشاره کرد.
تمرکز آینده پژوهشها بر توسعه سامانههای خودترمیم، هوشمند و زیستپایه خواهد بود که بتوانند بدون نیاز به دخالت مداوم انسان عمل کنند. در نهایت، سامانههای پشتیبان حیات، شالوده بقای انسان در فضا بهشمار میآیند و پیشرفت در این حوزه نهتنها برای ماموریتهای فضایی، بلکه برای کاربردهای زمینی مانند زیستگاههای زیرزمینی یا محیطهای آلوده نیز ارزشمند است.