En el proceso de exploración humana del universo, la simulación del sistema de soporte vital de las colonias de Marte es un eslabón extremadamente crítico. No se trata sólo de una presentación técnica, sino de un ejercicio práctico estrechamente vinculado a la vida y muerte de los futuros habitantes de Marte. Con la ayuda de la construcción de un entorno cerrado muy realista en la Tierra, podemos anticipar y afrontar diversos desafíos que pueden surgir al sobrevivir en Marte, desde la circulación de oxígeno hasta la producción de alimentos. Cada detalle juega un papel decisivo en el éxito o fracaso de la misión.
Cómo el sistema de soporte vital de Marte logra la circulación de oxígeno
En el entorno cerrado de una base marciana, la circulación de oxígeno es la tarea principal para mantener la vida. Utilizamos un sistema de soporte vital bioregenerativo para producir oxígeno continuamente a través de la fotosíntesis de plantas superiores y microalgas. Las patatas, el trigo y otros cultivos cultivados dentro de la cabina experimental no sólo son una fuente de alimento, sino también una fábrica natural de producción de oxígeno. Estas plantas controlan con precisión la eficiencia de la fotosíntesis cuando se exponen a la luz artificial para garantizar un equilibrio dinámico entre la producción de oxígeno y el consumo de los residentes.
Al mismo tiempo, los métodos físicos y químicos sirven como un medio complementario importante, utilizando dispositivos de electrólisis del agua para convertir las aguas residuales descompuestas y recicladas en oxígeno. Hemos construido una red completa de monitoreo de oxígeno, en la que los sensores pueden rastrear la concentración de oxígeno en la cabina en tiempo real. Una vez que la concentración cae por debajo del umbral establecido, el sistema de producción de oxígeno de respaldo se activará automáticamente. Este sistema de suministro de oxígeno con características de diseño redundantes y de múltiples capas garantiza que incluso si un determinado sistema falla, la tripulación en la cabina aún pueda obtener suficiente oxígeno para satisfacer sus necesidades respiratorias.
Cómo lograr un reciclaje eficiente en el sistema de circulación de agua.
La fuente de la vida es el agua. Marte está muy lejos de la tierra. Cada gota de agua que contiene es extremadamente preciosa. Nuestro sistema de circulación de agua logra una tasa de recuperación de agua superior al 95%. Las aguas residuales residenciales, la orina y el vapor de agua en el aire están incluidos en el alcance del reciclaje. Después de la filtración multicapa, la ósmosis inversa, la oxidación catalítica y otras tecnologías de vanguardia, estas aguas residuales se purifican y se convierten en agua limpia que cumple con los estándares potables.
Lo más exquisito de este sistema es que imita el proceso del ciclo del agua en la tierra. El dispositivo de recogida de condensación puede capturar el gas exhalado por los residentes y el agua producida por la transpiración de las plantas. La avanzada tecnología de oxidación puede descomponer completamente las sustancias nocivas en la orina. Incluso hemos desarrollado un dispositivo experimental para extraer agua del suelo marciano y sentar las bases para la futura utilización de recursos en el sitio.
Cómo hacer que una base en Marte sea autosuficiente en alimentos
La clave para la sostenibilidad a largo plazo de la colonización de Marte es la autosuficiencia alimentaria. La base de simulación que hemos construido ya ha completado un sistema agrícola ecológico completo. Bajo condiciones de luz artificial y estricto control de temperatura, se plantaron decenas de verduras, cereales y frutas. Se utilizan tecnologías como la agricultura vertical y el cultivo en múltiples capas para lograr el máximo rendimiento en un espacio limitado y específico. Al mismo tiempo, se utilizan tecnologías de cultivo de insectos y células para proporcionar fuentes de proteínas.
La selección de cultivos no solo debe considerar el valor nutricional, sino también centrarse en el ciclo de crecimiento y el consumo de recursos. Por ejemplo, el trigo enano que seleccionamos especialmente tiene un período de crecimiento corto y un rendimiento estable. La lechuga hidropónica se puede cosechar en tres semanas. Los gusanos de la harina pueden proporcionar proteína animal de alta calidad pero requieren muy poca alimentación. Estas especies constituyen un microecosistema que no sólo puede satisfacer la diversidad dietética, sino también lograr un ciclo interno de nutrientes.
Cómo se pueden reciclar los sistemas de tratamiento de residuos
En la base cerrada de Marte, lo que se llama "residuos" es en realidad un recurso precioso. Hemos construido un completo sistema de recolección de clasificación para separar estrictamente los residuos orgánicos, los envases de plástico y los productos metálicos. Los desechos orgánicos se producen mediante fermentación anaeróbica para producir biogás y fertilizantes, y los productos plásticos se trituran y reorganizan en materias primas para impresión 3D, logrando una utilización de recursos de circuito cerrado.
Lo más sorprendente es que los excrementos humanos se han convertido en una parte importante del ciclo de los recursos. Mediante el compostaje a alta temperatura y el tratamiento biológico, estos excrementos se convierten en fertilizante orgánico seguro, que se utiliza directamente para plantar cultivos en la base. Este concepto de diseño de convertir desechos en recursos reduce en gran medida la necesidad de reponer suministros de la Tierra, lo que hace que la base de Marte sea un paso sólido hacia una verdadera autosostenibilidad.
Cómo los sistemas energéticos garantizan las operaciones de la base
Como energía que ocupa una posición clave en la vida y muerte de la base de Marte, utilizamos una solución de suministro de energía híbrida que utiliza energía solar como método de suministro de energía principal y energía nuclear como método de suministro de energía auxiliar. Los paneles fotovoltaicos de alta eficiencia que pueden generar electricidad colocados en el techo de la base simulada pueden generar suficiente electricidad bajo las condiciones de luz solar marciana; y el pequeño reactor de fisión nuclear como respaldo puede garantizar que el suministro de energía no se vea interrumpido en condiciones climáticas extremas, como tormentas de arena.
Hemos desarrollado un sistema avanzado de almacenamiento de energía para hacer frente a la demanda de energía en Marte durante la noche. El exceso de electricidad generado durante el día se utiliza para electrolizar el agua y producir hidrógeno. Por la noche, el hidrógeno se convierte nuevamente en electricidad con la ayuda de pilas de combustible. Este sistema de gestión de energía con múltiples funciones de redundancia y despacho inteligente puede asignar energía automáticamente de acuerdo con la prioridad de cada sistema para garantizar que los sistemas de soporte vital siempre reciban la mayor garantía de suministro de energía.
Cómo el apoyo psicológico puede ayudar a adaptarse al confinamiento
Después de estar en un ambiente extraño cerrado durante mucho tiempo, el mantenimiento de la salud mental es tan importante como la salud física. Utilizamos espacios habitables cuidadosamente diseñados, seguimos un sistema regular de trabajo y descanso y ofrecemos una variedad de actividades de ocio para ayudar a los residentes a aliviar el estrés. Cada unidad de vivienda está equipada con ventanas virtuales para proyectar y mostrar imágenes del paisaje natural de la tierra, aliviando así la atmósfera deprimente causada por el entorno cerrado.
Regularmente se llevan a cabo actividades grupales, al igual que sesiones de asesoramiento, que promueven eficazmente la interacción social entre los miembros. También hemos desarrollado un programa de relajación, que se basa en la realidad virtual y simula escenas de la Tierra como bosques y playas para brindar comodidad mental a los residentes. Estas medidas integrales mejoran significativamente la cohesión del equipo y ayudan a las personas a adaptarse mejor a una vida solitaria lejos de la tierra.
Después de leer sobre estos elementos clave del sistema de soporte vital de Marte, ¿qué avance tecnológico cree que es el más crítico para la futura colonización de Marte? Bienvenido a compartir sus ideas en el área de comentarios. Si cree que este artículo tiene cierto valor, no sea tacaño con sus me gusta y sus publicaciones.
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