Un sistem de susținere a vieții pe o navă spațială implică tehnologii concepute pentru a simula condițiile de viață pe Pământ. Acestea includ sisteme necesare supraviețuirii umane de bază, cum ar fi o presiune atmosferică adecvată, ecranare împotriva radiațiilor necesară pentru amenințarea sănătății din cauza razelor cosmice și gravitația artificială pentru a minimiza pierderea densității osoase și atrofierea mușchilor în misiuni spațiale lungi. Alte elemente esențiale ale unui sistem de susținere a vieții includ capacitatea de a recicla aerul și apa, menținerea căldurii și umidității optime pentru confortul uman și sistemele de depozitare a alimentelor și de eliminare a deșeurilor.
Sistemul de control al mediului și de susținere a vieții (ECLSS) de pe Stația Spațială Internațională (ISS) oferă un model bun al unui sistem de susținere a vieții care va trebui adaptat pentru orice călătorie lungă cu nave spațiale în viitorul apropiat, cum ar fi o călătorie umană către Marte. ECLSS servește în primul rând funcția de purificare a aerului de la bordul ISS de particule, microorganisme și gaze nedorite, cum ar fi CO2 expirat și compuși organici volatili emiși de echipamente sau de marfă. Sistemul menține, de asemenea, o presiune atmosferică și un nivel adecvat de vapori de apă, ceea ce facilitează o temperatură și presiune uniforme în toată stația. Apa este, de asemenea, purificată de ECLSS, împreună cu capacitatea sa de a furniza oxigen proaspăt pentru respirație.
În timp ce sistemul de susținere a vieții pe care îl utilizează ECLSS este fiabil și durabil, nu este complet autonom. Cea mai mare parte a apei din stație este reciclată și refolosită de nenumărate ori, inclusiv ca sursă de generare de oxigen, dar stația trebuie totuși alimentată periodic cu apă. Acest lucru se datorează în parte faptului că apa este descompusă pentru a crea oxigen, iar hidrogenul creat în procesul de electroliză pentru a face acest lucru este evacuat în spațiu. Cercetările sunt în curs de dezvoltare a unui ansamblu de reducere a dioxidului de carbon (CReA) care va reacționa hidrogenul rezidual cu CO2 expirat de echipaj pentru a genera apă dulce și combustibil metan.
Călătoriile de lungă durată în spațiul adânc, care ar putea dura luni până la ani, vor necesita un sistem ecologic închis, care este complet autosuficient. Una dintre componentele principale pentru aceasta va fi o formă de sursă de energie care este mai durabilă decât unitățile cu modulul de alimentare cu energie (PSM) pe care ISS le folosește pentru a descompune apa și a o purifica, precum și pentru a furniza căldură, lumină și electricitate. statia. De asemenea, nu va fi posibil să transportați toată apa și aerul necesare pentru astfel de călătorii de la început și vor fi necesare echipamente de regenerare pentru a produce apă și aer curat pe traseu.
Una dintre abordările pentru stabilirea unui sistem primar de susținere a vieții care să furnizeze hrană, aer și apă a fost prin proiectele Biosphere and Mars on Earth (MoE) sponsorizate de Administrația Națională a Aeronautică și Spațială a SUA (NASA). Ei încearcă să simuleze condițiile de viață într-un mediu total izolat de reaprovizionarea exterioară. Un sistem eficient de susținere a vieții bazat pe plante, creat în urma acestei cercetări, ar putea purifica aerul și apa și ar putea fi o sursă de hrană. NASA consideră că șase elemente esențiale de susținere a vieții trebuie abordate în Proiectul său Advanced Life Support (ALS). Acestea includ gestionarea elementelor de bază ale alimentelor, apei și aerului curate și cu logistica problemelor legate de biomasă, termică și deșeuri.
Efectele pe termen lung ale zborului spațial uman pot fi, de asemenea, dăunătoare din cauza radiațiilor, imponderabilitatii și izolării psihologice a echipajului. Ecranarea la bordul navei poate proteja echipajul de o parte din radiațiile din spațiu. Rotirea unei nave spațiale pe axa sa centrală în timp ce se deplasează către destinație poate genera, de asemenea, un nivel simulat de gravitație de-a lungul carcasei sale exterioare, datorită efectelor accelerației centripete.
Cosmonauții ruși au cea mai vastă experiență în izolarea la bordul stațiilor spațiale care orbitează Pământul. În 2002, au desfășurat un experiment numit Simularea zborului echipajului internațional pe Stația Spațială (SFINCSS), în care voluntarii au trăit pe rând timp de opt luni într-un spațiu închis. O istorie a misiunilor de lungă durată pe stația spațială rusă Mir este, de asemenea, văzută ca date medicale și psihologice foarte valoroase. Se poate dovedi crucial pentru pregătirea pentru efectele pe care le poate întâlni orice echipaj într-o misiune de un an și jumătate pe planeta Marte.