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우주 탐사에서 환경 제어 및 생명 지원 시스템의 대체 공급원으로 조류 사용

인간 우주 비행은 확장 된 깊은 나무 캠핑 여행처럼 생각할 수 있습니다. 필수품 (음식, 대피소 등)을 가져와 모든 폐기물을 포장해야합니다. 캠핑 여행 기간에 따라 때로는 무게 및 부피 제약으로 인해 필요한 모든 공급품을 가져올 수 없습니다. 물을 생각하고 2 주 분량의 물병 대신 여과 시스템이 어떻게 포장 될 수 있는지.

NASA의 Moon to Mars 이니셔티브에는 그 어느 때보 다 지구에서 더 멀리 여행하는 임무가 포함되며, Amazon Prime은 이틀간의 새로운 장비 나 여분의 음식을 제공 할 수 없기 때문에 지구 독립 기술에 의존해야합니다. 모든 인간 대사 요구를 해결하는 국제 우주 정거장 (ISS)에서 발견 된 환경 관리 및 생명 지원 시스템 (ECLSS)은 장기 우주 비행 미션의 현재 표준입니다. 세 가지 주요 장비 조각은 우주 비행사에게 통기성 공기를 제공하는 데 사용됩니다. 그리고 o 2 제공 . NASA는 LEO (Lower Earth Orbit) 임무에 대해 이것이 괜찮은 것으로 간주되었지만, 추가 임무를 수행하기 위해 우주에서 인간을 지원하는 다른 방법에 관심이 있습니다.

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최근 NASA는 조류를 ECLS에 대한 다기능 접근법으로 사용하는 데 다시 관심을 갖게되었습니다. Co 2 를 소비하면서 오늘날 우리가 호흡하는 산소의 대부분을 제공하는 등 지상 생명을 지원하는 조류의 예가 많이 있습니다. 대기에서 발견됩니다. 조류 문화는 또한 바이오 매스 생산을 통해 영양 보충을 제공하고, 인간 폐기물을 깨끗한 회색 물로 변환 할 수 있으며, 조류가 자라는 물이 캐빈 열 환경을 제어하고 방사선 차폐를 제공하는 데 사용될 수 있습니다.

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우주에서 조류를 사용하는 것의 이점 중 일부는 환경에 적응하는 능력에서 비롯됩니다. 예를 들어, Co 2 의 양을 늘릴 때 문화에 제공되는 조류는 산소 생산을 수동적으로 크랭크 할 것입니다. 당신이 심하게 운동하고 있다면, 당신은 더 많은 Co 2 를 생산하게됩니다. 당신이 더 많은 호흡을하면서, 당신은 또한 추가 산소를 소비 할 것입니다. ECLSS 시스템에 할당 된 질량, 전력 및 볼륨을 절약 할 수있는 잠재력도 있습니다. 1 권의 조류가 6 가지 다른 인간 대사 기능을 해결할 수 있다면 많은 시스템을 전송할 필요가 없습니다.

내 박사 작업은 동시 공기 활성화 및 열 제어를 위해 조류 사용에 중점을 둡니다. 현재 ISS의 열 제어는 일련의 냉수 루프 또는 코일을 사용하여 객실 벽에 포함시킵니다. 루프 주위에 물이 흐르면 ​​열을 픽업하고 워밍업합니다. 특정 온도에서, 현재 따뜻한 물은 차가운 접촉 판을지나 흐르고 열을 우주로 방출하여 새로 냉각 된 물을 객실 루프로 다시 허용합니다. 이 물 루프에 공간이 이미 할당되었으므로,이 루프를 조류로 "채우는"것은 광합성을 통해 공기 활성화를 제공 할 수 있도록 내 생각이었습니다.

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그러나 주요 미지의 것은 다소 광범위하고 빠른 열적에 대한 조류의 반응입니다. 이러한 온도의 변화는 조류 문화에 매우 스트레스가 될 수 있으며 시험을 치르는 동안 슈퍼 A/C'D 교실에 앉아있는 것과 매우 흡사하면,이 스트레스는 CO 2 를 줄일 수 있습니다. /o 2 문화의 교환 효율성. 나는 현재 ISS 냉각 루프에있는 것처럼 열 순환 될 때 조류의 환율을 측정하고 있습니다. 이 실험의 결과는 엔지니어가 동시 공기 활성화 및 열 제어를 제공하기 위해 하나의 문화를 사용하기를 원할 경우 조류의 양을 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 이 제안 된 것과 같은 다기능 시스템을 사용하여 시스템 발사 질량, 전력 및 볼륨을 절약 할 수있어 이러한 자원이 더 많은 과학 페이로드 또는 기타 필요한 미션 아이템에 사용할 수 있습니다.


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