Hoe die wêreld se eerste installasie vir outonome oorlewing in die ruimte in Krasnojarsk geskep is
In die film "The Mars" moes die held wag vir die volgende ekspedisie om met 'n klein hoeveelheid water, kos en lug op die Rooi Planeet te kom. Amerikaanse bioskoop het probeer uitvind hoe om dit te doen, en Sowjet -wetenskaplikes het 'n soortgelyke probleem opgelos nog voordat Andy Weyer 'n boek oor oorlewing op Mars geskryf het.
'N Halfeeu gelede is 'n toestel by die Krasnojarsk Instituut vir Natuurkunde van die SB RAS geskep wat 'n ruimtevaarder sal help om op enige planeet te oorleef sonder spesiale probleme en hulp van buite. Die revolusionêre toevoerstelsel met geslote lus BIOS-3, wat geen analoë in die wêreld het nie, het water, suurstof en voedsel byna aan die mense daarin voorsien. Dit was genoeg om 'n baie klein voorraad saam te neem, en dan is alles deur die stelsel self vervaardig en skoongemaak.
Russian Planet het uitgevind hoe Siberiese wetenskaplikes hul tyd en kollegas kon voorbly.
Asem met alge
- Die eerste eksperimente met die oprigting van geslote outonome lewensondersteunende stelsels begin in die laat 1960's in Krasnoyarsk, - die voorste navorser, wetenskaplike sekretaris van die Instituut vir Biofisika van die Siberiese tak van die Russiese Akademie vir Wetenskappe, kandidaat vir Biologiese Wetenskappe Yegor Zadereev vertel die RP -korrespondent. - Wetenskaplikes het bevind dat ongeveer 300 kg suurstof, 2,5 ton water en 400 kg kos nodig is vir twee mense per jaar. Terselfdertyd sal hulle in dieselfde tydperk 350 kg koolstofdioksied en 'n ton afval vrystel wat herwin moet word. Dit het nog gebly om uit te vind hoe hulle dit alles kan voorsien in 'n omgewing wat van die buitewêreld afgesonder is.
Kenners het eksperimente uitgevoer en die hipotese bevestig dat die ontwikkelingspotensiaal van 'n lewende organisme hoër is as die realiseerbare moontlikhede. Toe die eensellige alge Chlorella in ideale toestande geplaas is, het dit baie vinniger begin groei en meer suurstof produseer as in sy natuurlike omgewing, en ook koolstofdioksied meer aktief herwin.
Alge in 'n klein tenk het begin volstaan, sodat 'n persoon die hele dag normaal kan asemhaal en sy gesig in 'n spesiale gat plaas wat nie lug van buite toelaat nie. So het hulle in 1964 'n stelsel geskep met 'n geslote siklus van suurstofreproduksie "BIOS-1", wat 'n persoon gehelp het om 'n luglose ruimte in te asem, byvoorbeeld in die ruimte. Toe kon wetenskaplikes die tyd wat in 'n geslote kamer spandeer word, verhoog van 12 uur tot 30 dae. Later is die waterwisseling ook gesluit, wat dit moontlik gemaak het om 'n eksperiment van 45 dae uit te voer.
Alge was egter slegs nuttig om suurstof aan 'n persoon te verskaf en van koolstofdioksied ontslae te raak. As daar geen ander plante in 'n beperkte ruimte is nie, moet u ook alge eet. Daar is moontlik genoeg voedingstowwe vir die menslike liggaam, maar die behoud van geestesgesondheid op so 'n dieet sal problematies wees.
In 1966 het wetenskaplikes eksperimente met groente en graan begin en as gevolg hiervan die BIOS-2-installasie gebou. Dit het geblyk dat as ideale groeitoestande vir dieselfde koring geskep word - sonder temperatuurveranderinge, weerveranderinge, onkruid, dit ses keer per jaar sal lewer, en 'n paar keer meer as in natuurlike toestande. Onderweg het die navorsers vasgestel hoeveel koring gesaai moet word om een persoon te voed.
Bionauts in die bunker
"Toe die stigter van die Russiese kosmonautika, Sergei Korolev, bewus word van die eksperimente wat by die SB RAS -instituut uitgevoer is, het hy daarin belanggestel en met die stigter en direkteur van die Krasnoyarsk -instituut, akademikus Leonid Kirensky, vergader." gaan Yegor Zadereev voort. - Op persoonlike bevel van Korolev, wat 'n outonome lewensondersteuningstelsel vir die stasie op die maan nodig gehad het, is fondse bewillig om voort te gaan met navorsing. Hulle het dit binne 'n kort tydjie in slegs sewe jaar moontlik gemaak om 'n kunsmatige ekosisteem "BIOS-3" te skep.
Krasnojarsk -biofisici het groot geld vir die tye ontvang - 1 miljoen roebels. Met hierdie fondse het hulle teen 1972 'n spesiale bunker gebou wat van die buitewêreld afgesonder was met mure van vlekvrye staal, waarvan die totale volume 315 kubieke meter was. m, en die oppervlakte is 14x9x2, 5 m.
Die bunker is ontwerp vir drie mense en is in vier dele verdeel. Die een het woonhuise met beddens, 'n kombuis-eetkamer, 'n badkamer en 'n werkarea-'n werkswinkel-laboratorium met toerusting vir die verwerking van gewasse, met behulp van oneetbare biomassa, asook met water- en lugsuiweringstelsels. Die ander drie dele was vir plante. In 'n beperkte ruimte en onder kunsmatige beligting het alge gegroei, sowel as die variëteite van sojabone, blaarslaai, komkommers, radyse, wortels, beet, dille, kool, aartappels en uie. Hulle het water en suurstof opgewek, en ook die "bionauts" voorsien van al die voedingstowwe, vitamiene en mikro -elemente wat nodig is vir hul bestaan. Dwergkoring met 'n baie kort steel, spesiaal geteel deur die Krasnoyarsk -teler Henrikh Lisovsky, het ook daar gegroei: die oneetbare deel van die oor was minimaal en daar was min afval. Sy het 'n oes van 200-300 sentners per hektaar gegee. En die Sentraal -Asiatiese kruie chufa het mense van plantaardige olie voorsien.
Sodat mense binne die "BIOS" met die buitewêreld kon kommunikeer, is 'n verseëlde bunker voorsien van 'n TV en 'n telefoon. 'N Koel- en kragtoevoerstelsel is geïnstalleer.
- In die vroeë sewentigerjare het drie vrywilligers uit die werknemers vir die eerste keer ses maande in die bunker gewoon - 180 dae, van 24 Desember 1972 tot 22 Junie 1973, - sê Yegor Zadereev. 'Al die suurstof wat hulle ingeasem het, kom van die plante wat hulle verbou het. Hulle het ook koolstofdioksied verwerk. Aanvanklik is die beskikbare watertoevoer verwerk en gesuiwer om dit baie keer te gebruik.
Die volgende kommunikasiesessie met toetsers in die BIOS-3-installasie is aan die gang. Toetser V. V. Terskikh (in die venster), foto 1973. Foto: photo.kirensky.ru
Deelnemers aan die eksperiment het groente geëet wat hulle self verbou het, koring versamel en gemaal en brood daarvan gebak. Hulle het dus 300 gram brood en 400 gram groente per dag ontvang. Dierlike proteïen "bionauts" verskaf voorraad blikkieskos en gevriesdroogde vleis. Konstante mediese waarnemings het getoon dat so 'n dieet, sowel as verwerkte en gesuiwerde water en lug, nie die gesondheid van die vrywilligers nadelig beïnvloed nie.
Die eksperiment het slegs ses maande geduur. Dit het duidelik geword dat daar geen sin was om dit voort te sit nie: die geslote lewensondersteuningstelsel wat in die BIOS geskep is, werk foutloos. 'N Kunsmatige vervoerband vir die produksie van water, suurstof en voedsel misluk nie. Natuurlik, mits 'n groot hoeveelheid elektrisiteit van buite af kom, maar hierdie probleem in die ruimte of op enige van die planete kan maklik opgelos word met behulp van 'n kernkragsentrale of sonpanele.
'N Jaar agter 'n verseëlde deur
By die stasie "BIOS-3", wat 'n buitenaardse nedersetting simuleer, het 10 eksperimente oor outonome oorlewing plaasgevind. Bemannings van een tot drie mense het daaraan deelgeneem. Ingenieur Nikolai Bugreev het langer in die BIOS -3 gewoon as die res van die 'bionauts' - altesaam 13 maande.
In 1968 word die Krasnoyarsk -ontwikkeling op die XIX -kongres van die Internasionale Astronautiese Federasie beskou as een van die moontlike prototipes van 'n biologiese stelsel om die lewe van mense in 'n nuwe stadium in ruimteverkenning te verseker - tydens lang ekspedisies. Dit het 'n wêreldwye erkenning geword van die prestasies van Siberiese biofisici.
Wetenskaplikes moes nog 'n fundamentele probleem oplos - hoe om mense in 'n beperkte ruimte te voorsien van nie net plantvoedsel nie, maar ook proteïenkos. Een van die skeppers van BIOS -3, akademikus Iosif Gitelzon, het destyds 'n revolusionêre idee voorgestel - om geneties gemodifiseerde plante hiervoor te gebruik, wat die gewenste dierlike proteïen sou produseer. Die probleme met die natuurlike benutting van plantbiomassa en die terugvoer van sout wat deur die menslike liggaam na die intrasistemiese massa -uitruiling teruggekeer word, bly ook onopgelos.
Wetenskaplikes het besluit om 'n suksesvolle eksperiment op aarde in die ruimte te herhaal. Die Krasnoyarsk -instituut het die eerste houers begin voorberei vir die kweek van plante in swaartekrag, maar toe het perestroika uitgebreek. As gevolg van die volledige gebrek aan befondsing, moes die unieke navorsing wat destyds geen analoë in die wêreld gehad het nie, stopgesit word, en die BIOS-3 is geblokkeer.
Van links na regs-deelnemers aan die 6 maande lange eksperiment in BIOS-3: M. P. Shilenko, V. V. Terskikh, N. I. Petrov, foto 1973. Foto: photo.kirensky.ru
Woestyn ark
Slegs 15 jaar later, in 1985, is in die Verenigde State probeer om 'n soortgelyke eksperiment uit te voer.
Met die geld van die multimiljoenêr Ed Bass, is 'n reuse-basis "Biosphere-2" in Arizona gebou uit lugdigte koepels wat 'n oppervlakte van 12 duisend vierkante meter beslaan. m. Op hierdie uitgestrekte gebied het wetenskaplikes aardlandskappe weergegee - woestyn, tropiese woud, savanne, selfs 'n klein oseaan met 'n koraalrif, plante geplant en honderde diersoorte ingebring. Daar word aangeneem dat dit alles vanself sou groei en vermeerder en die vrywilligers van die eksperiment alles sou voorsien wat nodig is vir die lewe.
"Maar baie gou het dit duidelik geword dat daar 'n kritieke tekort aan suurstof was, ons moes die vensters oopmaak sodat daar lug van buite kon binnekom," sê Sergei Olenin, 'n lid van die Russiese Akademie vir Wetenskappe. - Toe begin die plante seer en sterf, sommige diersoorte vrek. 'N Ongelooflike aantal kakkerlakke en miere geteel. Daar was nie genoeg kos nie, dit moes van buite ingebring word. Twee jaar later is die eksperiment beëindig, hoewel die skeppers van "Biosphere-2" gehoop het dat die kunsmatige ekosisteem in 'n outonome modus vir ten minste 100 jaar kan bestaan.
Na 'n mislukte eerste poging het Amerikaanse navorsers veranderinge aangebring in die kunsmatige wêreld wat hulle geskep het en in 2007 'n tweede eksperiment geloods. Dit is egter om 'n ander rede beëindig: een van die lede van die nuwe span vrywilligers het ander tydens 'n rusie aangeval. Daarna het die belegger belangstelling in die projek verloor, en nou word hierdie "Noag's Ark" in die middel van die woestyn slegs deur toeriste besoek.
- Verlede jaar is nog 'n eksperiment in outonome oorlewing in China uitgevoer. Dit is vernoem "Lunar Palace -1", - gaan voort Sergey Olenin. - Wetenskaplikes, wat die studies in Krasnoyarsk eintlik heeltemal herhaal het, kon die deelnemers met 75% van die nodige voedsel voorsien, omdat die wurms wat hulle opgewek het, aan die proteïenbehoefte voldoen het. Hulle het dus daarin geslaag om drie maande vanlyn te lewe.
'N Wêreld om te eksperimenteer
Nou het die Europese Ruimte -agentskap begin belangstel in Krasnojarsk -navorsing. Met die geld wat in die vorm van toelaes ontvang word, word klein eksperimente uitgevoer by die Institute of Biophysics van die SB RAS, moderne toerusting word aangekoop vir die bunker, gebou in die laat 1960's. 'N Kunsmatige grondagtige substraat word geskep vir die groei van plante. Eksperimente is aan die gang met die fisies -chemiese tegnologie van ontbinding van organiese stowwe in minerale stowwe, wat in die vorm van soute vir plantgroei na sirkulasie kan terugkeer. Die gebruik van landslakke vir die produksie van proteïene wat deur mense benodig word, word bestudeer.
Daar is egter nie genoeg fondse vir volskaalse navorsing nie - dit verg etlike miljoene dollars. Almal verstaan dat dit nodig is om die werk aan die oprigting van geslote lewensondersteuningsstelsels te hervat, want sonder hulle kan daar geen ernstige ruimteverkenning wees nie, maar alles hang af van finansies. BIOS-3 is leeg. Alhoewel dit die suksesvolste eksperimentele stelsel is, voldoen dit ten volle aan die menslike behoeftes aan water, lug en plantvoedsel deur 'n geslote biologiese siklus. Dit kan reeds gebruik word, al was dit nog nie op Mars of ander planete nie, maar op aarde. Met sy hulp is dit moontlik om die skade aan die omgewing honderde kere te verminder, wat noodwendig deur mense veroorsaak word, aangesien BIOS-3 u 'n minimum aan hulpbronne kan verbruik en byna geen afval kan produseer nie. Geslote huise sou die las op die omgewing drasties verminder en mense ook alles voorsien wat hulle nodig het waar dit moeilik of duur is om byvoorbeeld in afgeleë arktiese gebiede, woestyne of op die hooglande onder water te bereik.
- 'n Ander opsie om 'BIOS' te gebruik, is om eksperimente daarin uit te voer wat niemand in die wêreld nog doen nie. Almal praat net oor wat sal gebeur as die vlak van metaan in die atmosfeer byvoorbeeld 'n kritieke vlak bereik. Sal daar 'n ramp wees of nie? En in Krasnoyarsk mag hulle nie daaroor praat nie, maar kyk wat sal gebeur as gevolg van 'n klein geslote ekosisteem, sê Sergei Olenin. - En dit is slegs een van die moontlike eksperimente, wat miskien nie eens 'n enorme, maar kolossale betekenis vir die hele mensdom het nie. Dit is moontlik om die prosesse van die sirkulasie van stowwe in die biosfeer van die aarde te bestudeer, en nie net om mense te help om op ander planete te oorleef nie.
