Aya ve ötesine Artemis misyonları için uzay istasyonu çözümleri

Ay’a veya Mars’a bir uzay aracı götürmek tam anlamıyla roket bilimidir. Roket bilimi, uzay aracının aya ulaştırılmasına yardımcı olurken, yaşamı sürdürmek ve aya yapılan yolculuklar sırasında ve ay yüzeyindeyken faaliyetleri mümkün kılmak için başka bilim alanlarına ihtiyaç vardır. Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki deneyler, bu bilimin çoğu için temel oluşturuyor ve Artemis misyonları için bir temel oluşturmaya yardımcı oluyor.

16 Kasım’da NASA, Artemis I uçuş testinde Orion uzay aracını Uzay Fırlatma Sistemi (SLS) roketinin üzerine fırlattı. Mürettebatsız uçuş, NASA’nın roket ve uzay aracının derin uzay ortamındaki performansını anlamasına yardımcı olurken, ajans ayrıca gelecekteki Artemis görevleri için gereken yetenekleri geliştirmek için çalışıyor. Bu görevler, astronotları ay yüzeyine geri döndürecek, Ay’da uzun süreli varlık oluşturmak için gerekli altyapıyı geliştirecek ve astronotları Mars’a göndermek için bir basamak görevi görecek.

Artemis astronotlarının derin uzayda yaşaması ve çalışması ve günlerce veya haftalarca süren keşif gezileri sırasında ay yüzeyinden geçmesi gerekecek. Uluslararası Uzay İstasyonunda devam eden bilimsel araştırmalar ve teknoloji gösterileri, Ay ve Mars görevleriyle ilgili pek çok engele çözüm üretilmesine yardımcı olabilir.

Yörüngedeki laboratuvardaki bazı çalışmaların, aya, Mars’a ve ötesine geri dönerken önümüzde duran zorlukları ele almaya nasıl yardımcı olabileceği aşağıda açıklanmıştır.

Meydan okuma: Sınırlı yiyecek kaynağı

Çözüm: Hidroponik ve aeroponik gıda büyümesi

İnsanların hayatta kalmak için yiyeceğe ve suya ihtiyacı vardır, ancak daha uzun görevler sırasında paketlenmiş gıdaların kalitesi ve besin değeri düşebilir. Ay’daki ve güneş sistemindeki görevler sırasında mürettebatı desteklemek ve desteklemek için bol miktarda yiyecek hayati önem taşır. Uzay istasyonunun Exposed Root On-Orbit Test System (XROOTS) deneyi, geleneksel yetiştirme ortamına ihtiyaç duymadan taze yiyecek yetiştirmek için aeroponik ve hidroponik sistemler kullanıyor. Sonuçlar, büyük ölçekli gıda üretim sistemlerine yol açarken, bu sistemler için ağırlık gereksinimlerini ve piyasaya sürülmesi gereken taze gıdaları azaltarak diğer değerli kargolar için daha fazla alan sağlayabilir. Şu anda uzay istasyonu, mikro yerçekiminde bitki büyümesini incelemek için tek tesisi sunuyor ve sonuçta mahsul üretimini en üst düzeye çıkarmak için teknolojiler geliştiriyor. Burada, XROOTS ekin ekimini geliştirerek gelişmiş gıda güvenliğine katkıda bulunabilir.

Meydan okuma: Sınırlı su kaynağı

Çözüm: Yeni su iyileştirme teknikleri

Su, insan vücudunun yaklaşık %60’ını oluşturur ve sağlık, sanitasyon ve sulama için kritik öneme sahiptir. Uzun süreli görevler için yeterli su sağlamak için sistemlerin mürettebat tarafından kullanılan suyun yaklaşık %98’ini geri kazanması gerekiyor. Uzay istasyonunda araştırmacılar bu amaç için çalışıyorlar. Test edilen cihazlardan biri, mürettebat idrarından ek su geri kazanmak ve su israfını azaltmak için bir teknoloji sergileyen ECLSS: Tuzlu Su İşleme Sistemidir. Sistemdeki özel membranlar kirletici maddeleri tutar ve su buharını yakalanıp bir su işleme sistemine iletildiği kabin atmosferine geçirir. Sistem ayrıca temiz hava sağlayabilir ve gelecekteki görevler için gerekli teknolojilerin geliştirilmesini destekleyebilir. Yöntem, suya sınırlı erişimi olan uzak ortamlarda da Dünya üzerinde potansiyel uygulamalara sahiptir.

Meydan okuma: Çalışma ve yaşam alanı için gerekli altyapı ve malzemeler

Çözüm: 3D baskı ve geliştirilmiş çimento

Galaksimizi keşfeden astronotlar, talep üzerine temin edilebilecek yedek parçalara, aletlere ve malzemelere ihtiyaç duyar. Görevler Dünya’dan daha uzağa gittiği için sürekli kargo ikmali pratik değildir, ancak 3D baskı gibi yaratıcı çözümler cevap olabilir. 3D Printing Zero-G’de istasyonda düzinelerce parça üreterek eklemeli üretimin ve 3D yazıcıların mikro yerçekiminde çalıştığını kanıtladı. Bu deney, uzun süreli görevler için bir makine atölyesi kurmaya yönelik ilk adım olabilir ve hatta plastik malzemeleri geri dönüştürmenin bir yolunu sunabilir. 3D baskıyı geliştirmek, Dünya’daki endüstriler için de faydalı olabilir.

Habitatlar ve altyapı, uzayda yaşamanın ve çalışmanın diğer önemli bileşenleridir. Çimento Katılaşmasının Mikro Yerçekimi Araştırması (MICS), çimento sertleşmesinin karmaşık sürecini inceler. Yerçekiminin yokluğunda, katılaşmış çimentonun mikro yapısı, Dünya’da sertleşmiş betondan önemli ölçüde farklıdır. Çalışma, çimentonun mikro yapısını ve malzeme özelliklerini değerlendiriyor ve bu malzemeyi hafif uzay yapıları inşa etmek için kullanma yollarına yol açabilecek farklı termal ve mekanik yüklemelere verilen tepkileri test ediyor. Sonuçlar ayrıca Dünya’da kullanılan çimentonun özelliklerini iyileştirebilir ve üretiminden kaynaklanan karbondioksit emisyonlarını azaltabilir.

Meydan okuma: Yaralanmalar için tıbbi tedaviye sınırlı erişim

Çözüm: Özel yara yama

Uzayda acil bir durumda aranacak hastane veya ambulans yoktur. Yörüngedeki laboratuvarda yapılan araştırmalar, Bioprint FirstAid gibi yenilikçi teknolojileri test ederek acil tıbbi desteğe ihtiyaç duymadan mürettebatı görevler için donatıyor. Bu ESA (Avrupa Uzay Ajansı) deneyi, iyileşme sürecini hızlandırabilecek bir yöntem olan, hastanın hücrelerinden yapılan bir biyomürekkebi kullanarak talep üzerine özel bir yara yamasını 3D olarak basabilen bir cihazı göstermektedir. Dünyada, bu tür özel yara yamaları hastalara kişiselleştirilmiş ve taşınabilir tedavi seçenekleri sunabilir.

Bunlar, aya, Mars’a ve ötesine yönelik görevlere hazırlanırken önümüzde duran pek çok zorluktan sadece birkaçı ve uzay istasyonunda test edilen olası çözümlerden sadece birkaçı. Artemis misyonları ayda uzun vadeli bir varlık oluşturmak için çalışırken ve uzay istasyonu on yıllık sonuçlarını sürdürürken, insanları Dünya’dan daha uzağa götüren görevler her zamankinden daha yakın.