美国宇航局的远途旅行计划能否为“地球”号宇宙飞船带来可持续性？必威体育2018
美国航天局正在进行长期努力。它的下一代探险将把旅行者送上月球、火星甚至更远的地方。
这到底和可持续发展有什么关系?必威体育2018一言以蔽之:一切。
在探索浩瀚未知的过程中，NASA遇到了一系列新的挑战。其中一个问题是，明天的旅行者如何能维持很长一段时间的生命——远远超过今天国际空间站的居民所能忍受的时间。而且，与空间站不同的是，他们的旅程将带他们远离蓝色星球，无法通过补给任务、维修或救援车辆到达。
因此，他们将不得不尽其所能实现自给自足，也许要持续数年。
所有这些都需要新一代的技术来提供一切，从可呼吸的空气、清洁的水、能源和食物等生活必需品;对日常生活的舒适，如干净的衣服和个人卫生;当宇航员到达他们要在另一个天体上建厂的地方时，他们将需要工具和材料。所有的原料和材料都是无毒的，高效的，可以无休止地重新投入使用。
在此向弗兰克·辛纳屈表示歉意:如果我们能在那里成功，我们就能在任何地方成功。
今年早些时候，当我听到这一切背后的NASA项目时，它抓住了我的想象力。在本月的边缘会议我很期待采访NASA高级探索系统主管Jason Crusan，以及NASA宇航员Catherine“Cady”Coleman，她曾两次执行航天飞机任务，并在国际空间站生活了近半年。
他们将一起分享他们的机构是如何开发未来太空旅行者长途、长时间旅行所需的新一代技术的。他们还将挑战VERGE社区，帮助解决仍然存在的挑战。除了我们将要进行的主要对话外，他们还将与他们已经合作的两家技术公司一起领导一个小时的研讨会。
我们需要学习如何使用、再利用和回收我们带来的东西，或者学习如何生活和收获这些东西。
克鲁森把明天的旅行者的使命比作早期拓荒者在新大陆和未驯服的荒野定居的使命。他最近向我解释说：“他们到了那里，就指望能靠土地生活。”。“当我们前往越来越远的目的地时，这与我们想在人类太空飞行中做的事情是一样的。我们需要学习如何使用、再利用和回收我们带来的东西，或者学习如何生活和收获沿途的东西，比如我们喝的水、我们呼吸的空气以及我们用来移动的推进剂和气体。”
如果这听起来不像是可持续发展的秘诀，我不知道还有什么可以。必威体育2018
离家3500万英里
美国宇航局面临的一个挑战是，它还没有获得所需的所有技术，或者至少没有达到所需的效率、效能、可承受性和安全性水平。
当你离家3500万英里左右，即从地球到火星的大致距离时，可靠性是至关重要的。到目前为止，极端可靠性对于航天任务来说并不那么重要，因为在航天任务中，可以构建冗余系统，或者在需要时提供备件。
科尔曼,指导演员桑德拉·布洛克对她的奥斯卡提名的角色作为一个宇航员在2014年的电影“重力”——向我描述的一些挑战的生活在空间站上:“空气循环和水循环系统分解超过每月一次,和船员修复它们。我们有备份，我们有几个系统，我们有不同种类的系统，所以我们有稳健性，但我们有一个巨大的空间站来支持这种稳健性。我们正在发射备件，我们有一个团队在地面上研究如何修理东西。这对火星之旅来说是不可持续的。”
克鲁桑补充说:“我们飞行过的每一个生命支持硬件都曾在某个时候坏过。”
因此，宇宙飞船将需要成为终极的“创客空间”，拥有工具和材料来制造或修复几乎所有东西，宇航员也需要具备使用它们的技能。宇航员将依赖的技术之一是增材制造，更广为人知的是3d打印，在电脑屏幕上设计的任何东西都可以用从塑料到金属的各种材料打印出来。
的第一台zero-G打印机由硅谷的一家公司设计，该公司的名字恰如其分，在空间这是一个测试平台，用于了解微重力对3d打印的长期影响，以及3d打印如何为未来的太空探索创造条件。(说到离岸制造业!)当然，不仅仅是硬件:太空旅行者按需制造东西的能力要求他们携带他们的世界的数字蓝图，以及打印这些蓝图的方法，使用的材料可以在宇宙飞船上随时获得，或者来自本地的材料——小行星尘埃，有人知道吗?
室内种植食物是另一项正在太空中测试的陆基技术。如今，水培法在国际空间站上被用于研究地球大气层外的植物生长，以及如何最好地为未来的火星殖民任务提供食物和氧气。空间站上的宇航员直到最近才吃了第一口空间长大的莴苣。
水培在太空和在陆地上一样有意义：通过水培在室内种植绿叶蔬菜和其他农产品比在室外种植要少用90%的水，并且使用更少的杀虫剂，有时甚至根本不用杀虫剂。
白日梦和干净的内衣
地球和太空之间的技术流动不是单向的。美国太空项目的许多创新已经找到了民用的途径。美国国家航空航天局喜欢吹嘘在过去半个世纪的任务中，从LED灯到假肢，从消防设备到无线吸尘器，各种各样的日常技术。(还有一些技术被错误地与NASA联系在一起，比如尼龙搭扣、烟雾探测器和Tang。)
一些太空创新更多的是过程而不是产品，是宇航员在太空微重力条件下进行实验和观察的结果。
以液体为例，看看它们是如何流动的——它影响着经济的广泛领域，包括大多数制造过程。
科尔曼拥有马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)聚合物科学与工程博士学位，曾在麻省理工学院(MIT)学习化学。“但当你靠近管道的墙壁时，就会发现很难理解，因为与重力相比，那里的力非常小，很难理解。所以在太空中，我们可以看到液体真正想做什么，这有助于我们理解和更好地做所有在地球上的过程，包括通过管道流动，无论是污水管道还是工厂管道。”
或者考虑一些不那么高科技的东西:包装。美国国家航空航天局(NASA)每运送一公斤有效载荷就要使用1.6公斤的包装材料。然而，太空中没有多余的垃圾包装空间，而且所有这些包装都增加了重量。
实际上，你把你的货物装进某种东西里，然后你可以收获回来，然后你的包装材料就变成了可以食用的东西。
因此，克鲁森和他的团队正在寻找创新的方法，在保护珍贵货物的同时消除包装。例如，他解释说，豆类、燕麦或其他一些柔软、可流动的材料就可以做到这一点。而不是用泡沫包装东西，“你实际上是把你的货物包装在可以收获的东西里，然后你的包装材料就变成了以后可以食用的东西。”
还有更为平凡的挑战，比如干净的衣服。克鲁森说：“我们的一名日本宇航员曾做过一些实验，他穿的是一种经过银浸渍的抗菌内衣，效果非常好。”。“我们在休斯顿[约翰逊航天中心]进行了一次完整的地面演示，健身中心的工作人员自愿穿着加长服。从中我们选择了一套衣服飞往[空间站]，我们的机组成员正在太空中评估。”
件好事。自去年10月以来，美国或俄罗斯三次为空间站宇航员提供补给的太空发射未能到达目的地。克鲁桑说:“这种长款服装的用途比原计划的要多一些。”(俄罗斯在一年内首次成功发射了空间站补给任务就在上周.)
生物圈3？
这并不是人类第一次尝试在封闭的环境中长时间生存。在20世纪90年代初，生物圈2号这项耗资1.5亿美元在亚利桑那沙漠进行的实验，试图在一个九层楼高的玻璃气泡中复制地球大气层。
八名船员被困在里面，预计会持续两年，但事情进展并不顺利。例如，他们很难种植足够的食物来维持自己，而且他们还遭受了危险的高水平二氧化碳(后来才知道，他们试图用藏在穹顶里的二氧化碳清洗器来减轻二氧化碳)。失败的人类栖息地现在成了地球科学实验室由亚利桑那大学管理。(美国宇航局没有直接参与生物圈2号。)
美国宇航局的下一代长期人工栖息地会更好吗？显然，如果情况不好，居民就没有机会在外面闲逛。
但在过去的25年里，科技取得了长足的进步，包括NASA的技术试点项目。该机构有几个项目来刺激新的发展，包括恰当命名的Launch它与耐克(Nike)和国际开发署(Agency for International Development)建立了伙伴关系，要求创新者应对紧迫的挑战。
但是，在人类以最小的有效载荷和最大的能力去火星或其他任何地方建立殖民地之前，仍有一段路要走。还有许多未解决的挑战。例如，一艘装有3-D打印机的宇宙飞船，可能还需要一个化学或合成生物学实验室来制定打印机所需的材料。这是许多有待解决的问题之一。
这是航天局希望与大公司和小公司进行对话的一部分，特别是那些来自航空航天以外的非传统行业的公司。这也是Crusan、Coleman和同事们来到VERGE网站的原因。
科尔曼说:“太空计划给我们带来了希望和惊喜。”“当你把它带给一群人，你让他们意识到它是真实的，他们不仅可以成为其中的一部分，而且我们需要他们。它让每个人都进步了一步，并在很多方面带来各种好处。”
