Kosmosda avtonom omon qolish uchun dunyodagi birinchi inshoot Krasnoyarskda qanday yaratilgan
"Marslik" filmida qahramon Qizil sayyoraga ozgina suv, oziq -ovqat va havo etkazib beradigan navbatdagi ekspeditsiya kelishini kutishi kerak edi. Amerika kinosi buni qanday qilishni bilishga harakat qildi va sovet olimlari xuddi shunday muammoni Endi Veyer Marsda omon qolish haqida kitob yozishdan oldin ham hal qilishdi.
Yarim asr oldin, RAS SB Krasnoyarsk fizika institutida, kosmonavtning har qanday sayyorada hech qanday muammosiz va tashqi yordamisiz omon qolishiga yordam beradigan qurilma yaratildi. Dunyoda o'xshashi bo'lmagan inqilobiy BIOS-3 yopiq pastadirli ta'minot tizimi deyarli odamlarni suv, kislorod va oziq-ovqat bilan ta'minladi. O'zingiz bilan juda kichik ta'minotni olish kifoya edi, keyin hamma narsani tizim o'zi ishlab chiqargan va tozalagan.
"Rossiya sayyorasi" Sibir olimlari o'z vaqtlari va hamkasblaridan oldinda qolishga qodirligini bilib oldi.
Yosunlar bilan nafas oling
- 1960 yillarning oxirida Krasnoyarskda yopiq avtonom hayotni qo'llab -quvvatlash tizimlarini yaratish bo'yicha birinchi tajribalar boshlandi, - etakchi tadqiqotchi, Rossiya Fanlar akademiyasi Sibir bo'limi biofizika instituti ilmiy kotibi, biologiya fanlari nomzodi Yegor Zadereev. deydi RP muxbiri. - Olimlarning aniqlashicha, bir yilda ikki kishi yashashi uchun ularga 300 kg kislorod, 2,5 tonna suv va 400 kg oziq -ovqat kerak bo'ladi. Shu bilan birga, o'sha davrda ular 350 kg karbonat angidrid va bir tonna chiqindilarni chiqaradi, ularni qayta ishlash kerak. Bularning barchasini tashqi dunyodan ajratilgan muhitda qanday ta'minlash kerakligini aniqlash qoldi.
Mutaxassislar tajribalar o'tkazdilar va tirik organizmning rivojlanish potentsiali mumkin bo'lgan imkoniyatlardan yuqori degan farazni tasdiqladilar. Bir hujayrali yosunlar Chlorella ideal sharoitda joylashtirilganda, u tezroq o'sib, tabiiy muhitga qaraganda ko'proq kislorod ishlab chiqarishni boshladi, shuningdek, karbonat angidridni faolroq qayta ishlay boshladi.
Kichkina tankdagi yosunlar odam kun bo'yi normal nafas olishi uchun etarli bo'la boshladi, yuzini tashqaridan havo kirmaydigan maxsus teshikka qo'ydi. Shunday qilib, 1964 yilda ular "BIOS-1" kislorod ishlab chiqarishning yopiq tsikliga ega tizimni yaratdilar, bu odamga havosiz, masalan, kosmosda nafas olishga yordam berdi. Keyin olimlar yopiq xonada bo'lish vaqtini 12 soatdan 30 kungacha oshirishga muvaffaq bo'lishdi. Keyinchalik, suv almashinuvi ham yopildi, bu 45 kunlik tajriba o'tkazish imkonini berdi.
Yosunlar odamni kislorod bilan ta'minlash va karbonat angidriddan qutulish uchungina foydali bo'lgan. Agar yopiq joyda boshqa o'simliklar bo'lmasa, siz ham suv o'tlarini eyishingiz kerak bo'ladi. Inson tanasi uchun etarli miqdorda ozuqa moddalari bo'lishi mumkin, lekin bunday dietada ruhiy salomatlikni saqlash muammoli bo'ladi.
1966 yilda olimlar sabzavot va don mahsulotlari bilan tajriba o'tkazdilar va natijada BIOS-2 qurilmasini qurdilar. Ma'lum bo'lishicha, agar o'sishi uchun ideal sharoitlar bir xil bug'doy uchun - harorat o'zgarishi, ob -havo o'zgarishi, begona o'tlarsiz yaratilsa, u yiliga olti marta va tabiiy sharoitga qaraganda bir necha baravar ko'p hosil beradi. Yo'l davomida tadqiqotchilar bir kishini boqish uchun qancha bug'doy ekish kerakligini aniqladilar.
Bionavtlar bunkerda
"Rossiya kosmonavtika asoschisi Sergey Korolev RB SB Fizika institutida o'tkazilgan tajribalar haqida bilgach, ular bilan qiziqdi va Krasnoyarsk instituti asoschisi va direktori, akademik Leonid Kirenskiy bilan uchrashdi." - davom etadi Yegor Zadereev. - Oydagi stansiya uchun avtonom hayotni qo'llab -quvvatlash tizimiga muhtoj bo'lgan Korolevning shaxsiy buyrug'i bilan tadqiqotlarni davom ettirish uchun mablag 'ajratildi. Ular qisqa vaqt ichida, atigi etti yil ichida sun'iy "BIOS-3" ekotizimini yaratishga imkon berishdi.
Krasnoyarsk biofiziklari o'sha paytlar uchun katta pul - 1 million rubl olgan. Bu mablag 'evaziga 1972 yilga kelib ular umumiy dunyosi 315 kubometr bo'lgan zanglamaydigan po'latdan yasalgan devorlari bilan tashqi dunyodan ajratilgan maxsus bunker qurdilar. m, maydoni 14x9x2, 5 m.
Bunker uch kishiga mo'ljallangan bo'lib, to'rt qismga bo'lingan. Ulardan birida yotoqli yashash xonalari, oshxona-oshxona, hammom va ish maydoni-ekinlarni qayta ishlash uskunalari, yeyilmaydigan biomassadan foydalanadigan uskuna-laboratoriya, shuningdek suv va havoni tozalash tizimlari bor edi. Qolgan uch qismi o'simliklar uchun mo'ljallangan edi. Yopiq maydonda va sun'iy yorug'lik ostida yosunlar o'sdi, shuningdek soya, marul, bodring, turp, sabzi, lavlagi, arpabodiyon, karam, kartoshka va piyoz navlari ko'paydi. Ular suv va kislorodni qayta tikladilar, shuningdek, "bionavtlarni" ularning mavjudligi uchun zarur bo'lgan barcha ozuqa moddalari, vitaminlar va mikroelementlar bilan ta'minladilar. U erda Krasnoyarsk selektsioneri Genrix Lisovskiy tomonidan maxsus o'stirilgan juda qisqa sopi bo'lgan mitti bug'doy o'sdi: quloqning yemaydigan qismi minimal darajada edi va chiqindilar oz edi. U gektaridan 200-300 sentnerdan hosil berdi. O'rta Osiyodagi chufa o'tlari odamlarni o'simlik yog'i bilan ta'minlagan.
"BIOS" ichidagi odamlar tashqi dunyo bilan aloqa o'rnatishi uchun muhrlangan bunkerda televizor va telefon o'rnatilgan. Sovutish va elektr ta'minoti tizimi o'rnatildi.
- 1970 -yillarning boshlarida xodimlar orasidan uchta ko'ngilli birinchi marta bunkerda olti oy - 180 kun, 1972 yil 24 dekabrdan 1973 yil 22 iyungacha yashagan, - deydi Yegor Zadereev. Ular nafas olayotgan barcha kislorod o'sgan o'simliklardan kelgan. Shuningdek, ular karbonat angidridni qayta ishladilar. Dastlab, mavjud suv ta'minoti qayta ishlangan va tozalangan bo'lib, ko'p marta ishlatilgan.
BIOS-3 o'rnatishda sinovchilar bilan muloqotning navbatdagi sessiyasi davom etmoqda. Sinovchi V. V. Terskix (derazada), 1973 yil. Surat: photo.kirensky.ru
Tajriba ishtirokchilari o'zlari etishtirgan sabzavotlarni eyishdi, undan bug'doy yig'ib, maydalashdi va non pishirishdi. Shunday qilib, ular kuniga 300 gramm non va 400 gramm sabzavot olishdi. Hayvon oqsili "bionavtlari" konserva va muzlatilgan go'sht bilan ta'minlagan. Doimiy tibbiy kuzatuvlar shuni ko'rsatdiki, bunday parhez, shuningdek qayta ishlangan va tozalangan suv va havo ko'ngillilar salomatligiga salbiy ta'sir ko'rsatmagan.
Tajriba atigi olti oy davom etdi. Buni davom ettirishning ma'nosi yo'qligi ma'lum bo'ldi: BIOS -da yaratilgan yopiq hayotni qo'llab -quvvatlash tizimi benuqson ishlaydi. Suv, kislorod va oziq -ovqat ishlab chiqarish uchun sun'iy ravishda yaratilgan konveyer ishlamay qolmaydi. Albatta, katta miqdordagi elektr energiyasi tashqaridan kelsa, lekin kosmosdagi yoki sayyoralarning har birida bu muammo atom elektr stantsiyasi yoki quyosh panellari yordamida osonlik bilan hal qilinadi.
Bir yil muhrlangan eshik ortida
Erdan tashqaridagi turar joyni simulyatsiya qiluvchi "BIOS-3" stantsiyasida avtonom omon qolish bo'yicha 10 ta tajriba o'tkazildi. Ularda bir kishidan uch kishigacha bo'lgan ekipaj ishtirok etdi. Muhandis Nikolay Bugreev BIOS -3da qolgan "bionavtlar" ga qaraganda ko'proq yashadi - jami 13 oy.
1968 yilda Krasnoyarskning rivojlanishi Xalqaro Astronavtika Federatsiyasining XIX Kongressida kosmik tadqiqotlar yangi bosqichida - uzoq ekspeditsiyalarda odamlarning hayotini ta'minlashning mumkin bo'lgan prototiplaridan biri sifatida ko'rib chiqilgan. Bu butun dunyo bo'ylab Sibir biofiziklari yutuqlarining tan olinishiga aylandi.
Olimlar yana bir asosiy muammoni hal qilishlari kerak edi - cheklangan joyda odamlarni nafaqat o'simlik, balki oqsilli oziq -ovqat bilan ham ta'minlash. BIOS -3 yaratuvchilardan biri, akademik Iosif Gitelzon o'sha paytda inqilobiy g'oyani ilgari surgan edi - buning uchun kerakli hayvon oqsilini ishlab chiqaradigan genetik modifikatsiyalangan o'simliklardan foydalanish. O'simliklar biomassasidan tabiiy foydalanish va inson tanasidan chiqarilgan tuzni tizim ichidagi massa almashinuviga qaytarish muammolari ham hal qilinmagan.
Olimlar kosmosda Yerda muvaffaqiyatli o'tkazilgan tajribani takrorlashga qaror qilishdi. Krasnoyarsk instituti o'simliklarni nol og'irlikda etishtirish uchun birinchi konteynerlarni tayyorlashni boshladi, lekin keyin qayta qurish boshlandi. Moliyalashtirishning to'liq etishmasligi tufayli, o'sha paytda dunyoda o'xshashi bo'lmagan noyob tadqiqotni to'xtatish kerak edi va BIOS-3 mo'tabar edi.
Chapdan o'ngga-BIOS-3da 6 oylik tajriba ishtirokchilari: M. P. Shilenko, V. V. Terskix, N. I. Petrov, 1973 yil, rasm. Surat: photo.kirensky.ru
Cho'l kemasi
Faqat 15 yil o'tgach, 1985 yilda AQShda shunga o'xshash tajriba o'tkazishga urinishdi.
Multimillioner Ed Bassning puliga Arizona shtatida 12 ming kvadrat metr maydonda germetik gumbazlardan "Biosfera-2" gigant bazasi qurilgan. m. Bu ulkan hududda olimlar quruqlik landshaftlarini - cho'l, tropik o'rmon, savannani, hatto marjon rifli kichik okeanni, o'simliklarni ekib, yuzlab hayvon turlarini olib kelishgan. Bularning barchasi o'z -o'zidan o'sadi va ko'payadi va tajriba ko'ngillilariga hayot uchun zarur bo'lgan hamma narsani beradi deb taxmin qilingan.
"Ammo tez orada kislorod etishmasligi aniq bo'ldi, biz tashqaridan havo kirishi uchun derazalarni ochishimiz kerak edi", deydi Rossiya Fanlar akademiyasining muxbir a'zosi, biologiya fanlari doktori Sergey Olenin. - Keyin o'simliklar zarar ko'rishni va o'lishni boshladilar, ba'zi turdagi hayvonlar o'ldi. Hamamböcekler va chumolilarning ajoyib soni. Oziq -ovqat yetishmasdi, uni tashqaridan olib kelish kerak edi. Ikki yildan so'ng, tajriba to'xtatildi, garchi "Biosfera-2" yaratuvchilari sun'iy ekotizim avtonom rejimda kamida 100 yil yashashi mumkinligiga umid qilishgan.
Muvaffaqiyatsiz birinchi urinishdan so'ng, amerikalik tadqiqotchilar o'zlari yaratgan sun'iy olamga o'zgartirishlar kiritishdi va 2007 yilda ikkinchi tajribani boshlashdi. Biroq, u boshqa sababga ko'ra to'xtatildi: yangi ko'ngillilar guruhi a'zolaridan biri janjal paytida boshqalarga hujum qildi. Shundan so'ng, investor loyihaga qiziqishni yo'qotdi va hozir sahro o'rtasida joylashgan bu "Nuh kemasi" ga faqat sayyohlar tashrif buyurishadi.
- O'tgan yili Xitoyda avtonom omon qolish bo'yicha yana bir tajriba o'tkazildi. U "Oy saroyi -1" deb nomlandi, - davom etadi Sergey Olenin. - Krasnoyarsk tadqiqotlarini to'liq takrorlagan olimlar, oqsilga bo'lgan ehtiyojni ular o'stirgan qurtlar qondirganligi sababli, ishtirokchilarni 75% barcha kerakli oziq -ovqat bilan ta'minlashga muvaffaq bo'lishdi. Shunday qilib, ular uch oy davomida oflaynda yashashga muvaffaq bo'lishdi.
Tajriba uchun dunyo
Endi Evropa kosmik agentligi Krasnoyarsk tadqiqotlariga qiziqish bildira boshladi. Grantlar ko'rinishida olingan pulga RAS SB Biofizika institutida kichik tajribalar o'tkaziladi, 1960 -yillarning oxirida bunker uchun zamonaviy uskunalar sotib olinadi. O'simliklarni etishtirish uchun sun'iy tuproqqa o'xshash substrat yaratiladi. Organik moddalarning mineral moddalarga parchalanishining fizik -kimyoviy texnologiyasi bo'yicha tajribalar davom etmoqda, ular o'simliklarning o'sishi uchun tuzlar shaklida aylanishga qaytarilishi mumkin. Odamlar uchun zarur bo'lgan oqsil ishlab chiqarish uchun quruq salyangozlardan foydalanish o'rganilmoqda.
Biroq, keng qamrovli tadqiqotlar uchun mablag 'etarli emas - buning uchun bir necha o'n millionlab dollar kerak bo'ladi. Hamma tushunadi, yopiq hayotni qo'llab -quvvatlash tizimlarini yaratish ustida ishlashni qayta boshlash kerak, chunki ularsiz kosmosni jiddiy tadqiq qilish haqida gap bo'lishi mumkin emas, lekin hamma narsa moliyaga bog'liq. BIOS-3 bo'sh. Garchi bu eng muvaffaqiyatli eksperimental tizim bo'lsa -da, u yopiq biologik tsikl orqali odamlarning suv, havo va o'simliklarning oziq -ovqatga bo'lgan ehtiyojlarini to'liq qondiradi. U allaqachon Marsda yoki boshqa sayyoralarda emas, balki Yerda ishlatilishi mumkin edi. Darhaqiqat, uning yordami bilan insonlar muqarrar ravishda atrof-muhitga etkazadigan zararini yuzlab marta kamaytirish mumkin, chunki BIOS-3 minimal resurslarni sarflashga va chiqindilarni deyarli chiqarmaslikka imkon beradi. Yopiq uylar atrof-muhitga yukni keskin kamaytiradi va odamlarga, masalan, uzoq arktik zonalarda, cho'llarda yoki baland tog'larda, suv ostida erishish qiyin yoki qimmat bo'lgan hamma narsani berishi mumkin.
"BIOS" dan foydalanishning yana bir varianti - bu dunyoda hali hech kim o'tkazmaydigan tajribalarni o'tkazish. Hamma shunchaki, masalan, atmosferadagi metan darajasi kritik darajaga yetsa nima bo'lishini gapiradi. Falokat bo'ladimi yoki yo'qmi? Va Krasnoyarskda ular bu haqda gaplashmasligi mumkin, lekin kichik yopiq ekotizim natijasida nima bo'lishini tekshirib ko'ring, deydi Sergey Olenin. - Va bu butun insoniyat uchun ulkan emas, balki ulkan ahamiyatga ega bo'lishi mumkin bo'lgan tajribalardan biri. Yerning biosferasidagi moddalarning aylanishi jarayonlarini o'rganish mumkin, nafaqat odamlarga boshqa sayyoralarda omon qolishga yordam beradi.
