Système de survie écologique contrôlé - Controlled ecological life-support system

Les systèmes écologiques de maintien de la vie contrôlés (ou fermés ) (acronyme CELSS ) sont un système de maintien de la vie autonome pour les stations spatiales et les colonies, généralement via des systèmes écologiques fermés contrôlés , tels que BioHome , BIOS-3 , Biosphere 2 , Mars Desert Research Station , et Yuegong-1 .

Conception originale

Le CELSS a été lancé pour la première fois par l' Union soviétique lors de la célèbre « course à l'espace » dans les années 1950-60. Créés par Konstantin Tsiolkovsky et encouragés par VI Vernadsky , les premières incursions dans cette science ont été l'utilisation d'écosystèmes fermés et non habités, s'étendant au centre de recherche connu sous le nom de BIOS-3 .

Puis, en 1965, des expériences habitées ont commencé dans le BIOS-3 .

Raisonnement

La présence humaine dans l'espace , jusqu'à présent, a été limitée à notre propre système Terre - Lune . De plus, tout ce dont les astronautes auraient besoin pour se maintenir en vie ( air , eau et nourriture ) a été apporté avec eux. Cela peut être économique pour de courtes missions d' engins spatiaux , mais ce n'est pas la solution la plus viable lorsqu'il s'agit de systèmes de survie d'un engin à long terme (comme un vaisseau de génération ) ou d'une colonie.

L'objectif du CELSS est de créer un environnement régénératif qui peut soutenir et maintenir la vie humaine via des moyens agricoles .

Composants du CELSS

Revitalisation de l'air

Dans les environnements non CELSS, le réapprovisionnement en air et le traitement du CO 2 se composent généralement de réservoirs d'air stockés et d' épurateurs de CO 2 . L'inconvénient de cette méthode réside dans le fait qu'à l'épuisement, les réservoirs devraient être remplis ; les épurateurs devraient également être remplacés une fois qu'ils sont devenus inefficaces.

Il y a aussi la question du traitement des fumées toxiques , qui proviennent des matériaux synthétiques utilisés dans la construction des habitats. Par conséquent, la question du maintien de la qualité de l'air nécessite une attention particulière; lors d'expériences, il a été constaté que les plantes éliminaient également les composés organiques volatils dégagés par les matériaux synthétiques utilisés jusqu'à présent pour construire et entretenir tous les habitats artificiels.

Dans le CELSS, l'air est initialement fourni par un apport externe, mais est maintenu par l'utilisation de plantes à feuillage , qui créent de l' oxygène lors de la photosynthèse (aidée par le sous-produit de la respiration humaine , le CO 2 ). A terme, l'objectif principal d'un environnement CELSS est que les plantes à feuillage prennent en charge la production complète et totale des besoins en oxygène ; cela ferait du système un système fermé plutôt que contrôlé .

Production d'aliments / consommables

Comme pour toutes les incursions actuelles dans l'espace, les équipages ont dû stocker tous les consommables dont ils avaient besoin avant le lancement. En règle générale, les consommables pour aliments durs étaient lyophilisés afin que le poids de l'engin puisse être réduit.

Bien sûr, dans un écosystème autosuffisant, une place pour les cultures serait réservée, permettant aux aliments d'être cultivés et cultivés. Plus le groupe de personnes est grand, plus il faudrait cultiver de cultures.

Quant à l'eau, des expériences ont montré qu'elle proviendrait des condensats de l'air (un sous-produit de la climatisation et des vapeurs), ainsi que de l'excès d'humidité des plantes. Il faudrait alors le filtrer par certains moyens, soit par nature, soit par machine.

Traitement des eaux usées

Les premiers vols spatiaux obligeaient les voyageurs à éjecter leurs déchets dans l'espace ou à les stocker pour un voyage de retour.

Le CELSS a étudié les moyens de décomposer les déchets humains et, si possible, de réintégrer les produits transformés dans l'écologie. Par exemple, l' urine a été transformée en eau, qui était sans danger pour les toilettes et les usines d'arrosage.

Le traitement des eaux usées fait appel à des plantes, notamment aquatiques, pour traiter les eaux usées. Il a été démontré que plus les déchets sont traités par les plantes aquatiques (ou plus précisément leurs systèmes racinaires ), plus les plantes aquatiques grossissent.

Lors de tests, tels que ceux effectués dans le BioHome , les plantes ont également fait du compost viable comme milieu de croissance pour les cultures.

Fermé versus contrôlé

Les systèmes fermés sont totalement autonomes, recyclant tout indéfiniment sans interaction externe. La durée de vie d'un tel système est limitée, car l' entropie d'un système fermé ne peut qu'augmenter avec le temps . Mais si le système autrement fermé est autorisé à accepter l'énergie radiante à haute température d'une source externe (par exemple, la lumière du soleil) et à rejeter la chaleur perdue à basse température vers l'espace lointain, cela peut continuer indéfiniment. Un exemple d'un tel système est la Terre elle-même.

Les systèmes contrôlés, en revanche, dépendent de certaines interactions externes telles que la maintenance périodique . L' ISS est un exemple d'un tel système .

Projets CELSS notables

Voir aussi : Catégorie : Systèmes de maintien de la vie écologiques contrôlés

Autres types de systèmes écologiques régénératifs

Voir également

Les références

  • Borthwick, Lindsey (2008). "OnEarth Magazine » Les biologistes creusent plus profondément" .
  • Prado, Marc (2002). "Enjeux écologiques et CELSS" . Projet PERMANENT . Consulté le 19 avril 2006 .
  • Prado, Marc (2002). « Etudes russes du CELSS » . Projet PERMANENT . Consulté le 19 avril 2006 .
  • Fitch, Chris (2003). « Biosphères, écosystèmes contrôlés et systèmes de soutien à la vie » . Orbite 6 . Consulté le 19 avril 2006 .
  • "Fonctions d'un CELSS" . Académie de Mars . Archivé de l'original le 7 novembre 2006 . Consulté le 19 avril 2006 .