Kosmosa kuģa dzīvības uzturēšanas sistēma ietver tehnoloģijas, kas paredzētas dzīves apstākļu simulēšanai uz Zemes. Tas ietver sistēmas, kas nepieciešamas cilvēka izdzīvošanai, piemēram, atbilstošs atmosfēras spiediens, radiācijas aizsardzība, kas nepieciešama kosmisko staru draudiem veselībai, un mākslīgā gravitācija, lai samazinātu kaulu blīvuma zudumu un muskuļu atrofiju ilgās kosmosa misijās. Citi būtiski dzīvības uzturēšanas sistēmas elementi ietver spēju pārstrādāt gaisu un ūdeni, uzturot optimālu siltumu un mitrumu cilvēka komfortam, kā arī pārtikas uzglabāšanas un atkritumu apglabāšanas sistēmas.
Vides kontroles un dzīvības uzturēšanas sistēma (ECLSS) Starptautiskajā kosmosa stacijā (SKS) nodrošina labu dzīvības uzturēšanas sistēmas modeli, kas būs jāpielāgo jebkuriem gariem pilotētu kosmosa kuģu braucieniem tuvākajā nākotnē, piemēram, cilvēka ceļojumam uz Marss. ECLSS galvenokārt kalpo ISS gaisa attīrīšanai no daļiņām, mikroorganismiem un nevēlamām gāzēm, piemēram, izelpotā CO2 un gaistošiem organiskajiem savienojumiem, ko emitē aprīkojums vai krava. Sistēma arī uztur atbilstošu atmosfēras spiedienu un ūdens tvaiku līmeni, kas veicina vienmērīgu temperatūru un spiedienu visā stacijā. Ūdeni attīra arī ECLSS, kā arī tā spēj nodrošināt svaigu skābekli elpošanai.
Lai gan dzīvības uzturēšanas sistēma, ko izmanto ECLSS, ir uzticama un izturīga, tā nav pilnībā autonoma. Lielākā daļa ūdens stacijā tiek pārstrādāta un atkārtoti izmantota vairākas reizes, tostarp kā avots skābekļa ražošanai, taču stacija tomēr periodiski ir jāapgādā ar ūdeni. Tas daļēji ir saistīts ar faktu, ka ūdens tiek sadalīts, veidojot skābekli, un ūdeņradis, kas rodas elektrolīzes procesā, lai to paveiktu, tiek izvadīts kosmosā. Tiek veikti pētījumi, lai izstrādātu oglekļa dioksīda samazināšanas mezglu (CReA), kas reaģēs ūdeņraža atkritumos ar apkalpes izelpoto CO2, lai radītu saldūdeni un metāna degvielu.
Ilgstoši ceļojumi dziļajā kosmosā, kas varētu ilgt mēnešus vai gadus, prasīs slēgtu ekoloģisko sistēmu, kas ir pilnībā pašpietiekama. Viena no galvenajām sastāvdaļām būs enerģijas avota veids, kas ir izturīgāks nekā barošanas moduļa (PSM) bloki, kurus ISS izmanto ūdens sadalīšanai un attīrīšanai, kā arī siltuma, gaismas un elektrības nodrošināšanai. stacija. Tāpat jau no paša sākuma nebūs iespējams paņemt līdzi visu ūdens un gaisa daudzumu, kas nepieciešams šādiem braucieniem, un būs nepieciešams reģeneratīvs aprīkojums, lai ceļā ražotu tīru ūdeni un gaisu.
Viena no pieejām funkcionējošas primārās dzīvības uzturēšanas sistēmas izveidei pārtikas, gaisa un ūdens piegādei ir bijusi ar ASV Nacionālās aeronautikas un kosmosa pārvaldes (NASA) sponsorētajiem Biosphere and Mars on Earth (MoE) projektiem. Viņi mēģina simulēt dzīves apstākļus vidē, kas ir pilnībā izolēta no ārējās piegādes. Efektīva uz augu bāzes izveidota dzīvības atbalsta sistēma, kas izveidota no šī pētījuma, varētu attīrīt gaisu un ūdeni, kā arī būt pārtikas avots. NASA uzskata, ka tās uzlabotajā dzīvības atbalsta projektā (ALS) ir jārisina seši būtiski dzīvības atbalsta elementi. Tie ietver tīras pārtikas, ūdens un gaisa pamatu nodrošināšanu, kā arī biomasas, siltuma un atkritumu loģistiku.
Cilvēka kosmosa lidojumu ilgtermiņa ietekme var būt kaitīga arī radiācijas, bezsvara stāvokļa un apkalpes psiholoģiskās izolācijas dēļ. Ekranēšana uz kuģa var aizsargāt apkalpi no kāda kosmosa starojuma. Kosmosa kuģa rotēšana ap tās centrālo asi, kad tas virzās uz galamērķi, var radīt simulētu gravitācijas līmeni gar tā ārējo korpusu, pateicoties centripetālajam paātrinājumam.
Krievijas kosmonautiem ir visplašākā pieredze izolācijā uz kosmosa stacijām, kas riņķo ap Zemi. 2002. gadā viņi veica eksperimentu ar nosaukumu Starptautiskās apkalpes lidojuma simulācija kosmosa stacijā (SFINCSS), kurā brīvprātīgie pamīšus astoņus mēnešus dzīvoja slēgtā telpā. Ilgstošu misiju vēsture Krievijas kosmosa stacijā Mir tiek uzskatīta arī par ļoti vērtīgiem medicīniskiem un psiholoģiskiem datiem. Tas var izrādīties ļoti svarīgi, lai sagatavotos sekām, kuras jebkura apkalpe var saskarties pusotru gadu ilgajā misijā uz planētu Marss.