Иван Р предлагает Вам запомнить сайт «Быть умным - это модно»
Вы хотите запомнить сайт «Быть умным - это модно»?
Да Нет
×

№5 История искусственных биосфер: зачем нужна космическая теплица

развернуть

Более 200 тысяч человек заявило о своем желании участвовать в проекте Mars One — колонизации красной планеты в 2023 году. Экспедиция будет безвозвратной, поэтому для ее успеха особенно важна разработка функционирующей замкнутой экосистемы. И если технологии путешествия до Марса примерно понятны, то создание искусственных устойчивых биосфер пока вызывает вопросы. Проект «Новый век» вспоминает историю ключевых экспериментов в области замкнутых биосистем и разбирается, почему внеземной цивилизации необходимы деревья.

Серьезные эксперименты по организации автономных экосистем начались в 70-х годах XX века. После высадки экипажа Аполлон-11 на Луну стало понятно, что перспективы космической колонизации реальны, а опыт создания живых замкнутых пространств стал необходим для потенциальных длительных перелетов и построения инопланетных баз. Первым за проблему взялся СССР. В 1972 году в подвале красноярского Института биофизики на основе профессор Борис Ковров построил первую функционирующую замкнутую экосистему БИОС-3. Комплекс состоял из герметичного помещения размером 14×9 х 2,5 м и был разделен на четыре отсека: жилую каюту для экипажа, две теплицы для выращивания съедобных растений и генератор кислорода, где находился бак с микроводорослевыми культурами. Водоросли и теплицы, где росли карликовая пшеница, соя, чуфа, морковь, редис, свекла, картофель, огурцы, щавель, капуста, укроп и лук освещались УФ-лампами.

В БИОС-3 были проведены 10 экспериментов с экипажами от 1 до 3 человек, а самая продолжительная экспедиция проходила 180 дней. Комплекс оказался на 100% автономен по кислороду и воде и на 80% по пище. Помимо продуктов собственного огородничества потенциальным космонавтам была положена стратегическая тушенка. Большим недостатком красноярской биосферы оказалось отсутствие энергетической автономности — она использовала 400 кВт внешней электроэнергии ежедневно. Эту задачу планировалось решить, но во время перестройки финансирование эксперимента прекратилось и БИОС-3 оставили ржаветь в подвале института.

 

<i>Биосфера-2, внешний вид</i>

Биосфера-2, внешний вид

<i>Биосфера-2, джунгли</i>
Биосфера-2, джунгли

Самый масштабный эксперимент по организации замкнутой экосистемы был проведен в 90-х годах в США. Он финансировался на средства Эда Басса, нью-эйдж миллионера, мечтавшего о создании счастливой коммуны визионеров-биологов. Биосфера-2располагалась в аризонской пустыне и представляла собой систему воздухонепроницаемых стеклянных куполов. Внутри были установлены пять ландшафтных модулей: джунгли, саванна, болото, маленький океан с пляжем и пустыня. Географическое разнообразие дополнял сельскохозяйственный блок, оснащенный по последнему слову техники, а также жилой дом, построенный в авангардном стиле. Восемь бионавтов и около 4 тысяч разнообразных представителей фаун, включая коз, свиней и кур, должны были прожить под куполом 2 года на полном самообеспечении, за исключением потребления электроэнергии, которая использовалась в основном для охлаждения гигантского парника. Строительство комплекса обошлось в 150 миллионов долларов. По уверению проектировщиков, Биосфера могла просуществовать в автономном режиме не менее 100 лет.

26 сентября 1991 года при огромном скоплении журналистов четверо мужчин и четыре женщины зашли внутрь купола и эксперимент начался. Примерно через неделю выяснилось, что проектировщики «Биосферы» допустили роковой просчет — количество кислорода в атмосфере экосистемы постепенно, но неумолимо сокращалось. Участники эксперимента почему-то решили скрыть этот факт. Вскоре перед бионавтами встала еще одна проблема: выяснилось, что их сельскохозяйственные угодья способны обеспечить около 80% их потребности в пище. Этот просчет был намеренным. Cами того не подозревая, они оказались участниками еще одного эксперимента, который проводил в куполе «бортовой» доктор Валфорд, сторонник теории лечебного голодания.

 

<i>Биосфера-2, сельскохозяйственный блок</i>

Биосфера-2, сельскохозяйственный блок

<i>Биосфера-2, вид с воздуха</i>
Биосфера-2, вид с воздуха

Летом 1992-го разразился кризис. Из–за рекордно сильного эль-ниньо небо над Биосферой-2 почти всю зиму было затянуто облаками. Это привело к тому, что фотосинтез джунглей ослаб, выработка драгоценного кислорода уменьшилась, так же как и без того скудный органический урожай. Неожиданно огромные пятиметровые деревья в джунглях стали хрупкими. Некоторые упали, сломав все вокруг. Впоследствии, исследуя этот феномен, ученые пришли к выводу, что его причина крылась в отсутствии ветра под куполом, который укрепляет стволы деревьев в природе. Эд Басс, финансировавший эксперимент, продолжал скрывать катастрофическое состояние Биосферы-2.

К осени содержание кислорода в атмосфере купола снизилось до 14%, что сравнимо с разреженностью воздуха на 5000 метров над уровнем моря. По ночам его жители постоянно просыпались, так как активный фотосинтез растений прекращался, уровень кислорода резко падал и они начинали задыхаться. К этому моменту все позвоночные животные «Биосферы» погибли. Истощенные скудным рационом и кислородным голоданием бионавты разделились на два лагеря — половина хотела, чтобы их немедленно выпустили наружу, а другие настаивали, что нужно высидеть 2 года, чего бы это ни стоило. В итоге Басс принял решение разгерметизировать капсулу и закачать туда кислород. Также он разрешил бионавтам использовать неприкосновенные запасы зерна и овощей из семенного хранилища. Таким образом, эксперимент удалось довести до конца, но после выхода колонистов Биосферу-2 признали провалом.

 

<i>Ecosphere</i>

Ecosphere

<i>Ecosphere</i>
Ecosphere

В это же время в NASA разработало менее экстравагантный, но более успешный проект. Космическое агентство придумало экосистему, которая, в отличие от всех предыдущих, принесла своим создателям вполне внушительный коммерческий доход. Это былаEcosphere — герметичный стеклянный шар-аквариум, диаметром 10-20 сантиметров, где находилось несколько креветок Halocaridina rubra, кусочек коралла, немного зеленых водорослей, бактерии, расщепляющие продукты жизнедеятельности креветок, песок, морская вода и прослойка воздуха. По уверениям производителей весь этот мир был абсолютно автономным: он нуждался только в солнечном свете и поддержании регулярной температуры — и тогда мог просуществовать «вечность». Креветки размножались и умирали, не выходя, однако, за рамки разумного числа, которое могли обеспечить существующие ресурсы. Ecosphere сразу приобрела невероятную популярность. Однако вскоре выяснилось, что вечность представляет собой 2-3 года, после чего биологический баланс внутри аквариума неотвратимо нарушался и его обитатели погибали. Тем не менее герметические аквариумы до сих пор пользуются популярностью — в конце концов, каждая цивилизация имеет свой срок годности и 2-3 года по креветочным меркам не так уж и плохо.

Успешными примерами создания замкнутых систем также можно считать МКС, медико-технический комплекс «Марс-500» РАН и несколько других подобных проектов. Однако их сложно назвать «биосферой». Вся пища космонавтов доставляется с Земли, а в главных системах жизнеобеспечения никак не участвуют растения. Регенерация кислорода на МКС происходит с использованием постоянно пополняемых с Земли запасов воды. «Марс-500» также забирает воду и частично воздух извне. Впрочем для регенерации кислорода и восстановления запасов воды можно использовать реакцию Сабатье. Потребуется только небольшое количество водорода извне, а этот газ является наиболее распространенным не только на Земле, но и в космосе. Так что, например, деревья на гипотетических инопланетных станциях совсем не нужны.

 

<i>Международная космическая станция</i>

Международная космическая станция

<i>Марс-500</i>
Марс-500

Но если бы для успешного функционирования нам хватало ежедневного поступления четкой суммы питательных веществ и кислорода все было бы слишком просто. Внутри ставшей музеем Биофсферы-2 до сих пор сохранилась надпись на стене одного из участников эксперимента: «Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев — нам нечем будет дышать, если вода загрязнится — нам нечего будет пить». Эта обретенная мудрость ставит перед Mars One несколько важных задач, которые предстоит решить для комфортной жизни колонистов в 2023 году. Из нашей генетической памяти не так легко стереть миллион лет проживания внутри биосферы, недаром третьим пунктом человеческих жизненных планов после биологического размножения и дома значится «посадить дерево».

материал с theoryandpractice.ru


Ключевые слова: космонавтика
Опубликовал Иван Р , 25.05.2014 в 11:59

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Показать новые комментарии
Правда о репрессиях 1937 года

Правда о репрессиях 1937 года

1 янв, 04:02
+792 948
Самый сильный человек мира с&hellip;

Самый сильный человек мира случайно разогнал гей-парад на Украине.

8 дек 16, 03:01
+743 159
Вот за эти "грехи" убили Кадаффи

Вот за эти "грехи" убили Кадаффи

2 янв, 02:02
+589 444
Сейчас Вы очень удивитесь. В&hellip;

Сейчас Вы очень удивитесь. Возможно, здесь приведены всего лишь цифры, но какие! Итак, начнём.

11 дек 16, 04:01
+517 281
Стих 10-летнего мальчика про&hellip;

Стих 10-летнего мальчика про Родину. Ну и дааааааа....

3 янв, 03:02
+394 158
Любовь напоказ: 16 сексуальн&hellip;

Любовь напоказ: 16 сексуальных фантазий, запечатленных в скульптуре

27 окт 16, 04:59
+315 226
Немецкие солдаты о русских.

Немецкие солдаты о русских.

4 янв, 03:01
+290 199
ЧИТАТЬ читать и еще раз чита&hellip;

ЧИТАТЬ читать и еще раз читать...будет интересно

17 дек 16, 03:21
+273 92
Экзотика по-африкански: топл&hellip;

Экзотика по-африкански: топлес-выставка женской красоты без табу (+18)

5 янв, 04:00
+238 159
Удивительная находчивость ко&hellip;

Удивительная находчивость командира разведчиков

22 дек 16, 04:01
+234 41
Редкие цветные фотографии ко&hellip;

Редкие цветные фотографии коммуны хиппи

6 янв, 03:02
+230 143
Почему Сталин вернул погоны &hellip;

Почему Сталин вернул погоны в 1943 году

8 янв, 03:02
+211 203
Сотни американских шпионов в&hellip;

Сотни американских шпионов в период холодной войны были пойманы в СССР по глупейшей причине

5 ноя 16, 02:00
+209 308
Удивительный текст, как молитва

Удивительный текст, как молитва

10 янв, 03:02
+205 66
Другой взгляд на историю Руси

Другой взгляд на историю Руси

16 янв, 04:01
+182 193
«Моему бывшему хозяину». Пис&hellip;

«Моему бывшему хозяину». Письмо раба, написанное 150 лет назад, потрясло полмира

13 янв, 03:02
+175 123
Про рухнувший на Украине сам&hellip;

Про рухнувший на Украине самолёт, почитайте, интересно!

4 окт 14, 18:53
+169 27
"Маузер": вся правда о писто&hellip;

"Маузер": вся правда о пистолете комиссаров

15 янв, 03:02
+165 65
Мужество советского генерала

Мужество советского генерала

1 дек 16, 03:00
+158 137
Немного об оружии

Немного об оружии

11 ноя 16, 02:02
+146 80
Такому в школе нас не учили. А жаль!

Такому в школе нас не учили. А жаль!

15 ноя 16, 18:48
+136 40
Сохраните и читайте, когда б&hellip;

Сохраните и читайте, когда будет плохое настроение!

13 ноя 16, 03:58
+133 11
Почему США не замечают...

Почему США не замечают...

1 сен 14, 12:13
+132 34
Найдите лошадь..... головоломка

Найдите лошадь..... головоломка

16 ноя 16, 07:49
+132 239
Сколько денег украли у Росси&hellip;

Сколько денег украли у России Англия, Франция, США

14 ноя 16, 01:58
+128 49
15 загадок с подвохом

15 загадок с подвохом

17 ноя 16, 19:47
+127 71
Как советские военные с легк&hellip;

Как советские военные с легкостью вычисляли немецких шпионов под Ленинградом

23 ноя 16, 03:01
+124 126
Добро пожаловать в ад, инженеры.

Добро пожаловать в ад, инженеры.

21 ноя 16, 02:12
+116 113
Тайна вьетнамских подземных партизан

Тайна вьетнамских подземных партизан

21 авг 14, 10:21
+113 51
Интересные факты о Сталине.

Интересные факты о Сталине.

24 ноя 16, 03:01
+107 101
7 «иуд» русской истории

7 «иуд» русской истории

22 ноя 16, 02:00
+105 141
Почему русская военная техни&hellip;

Почему русская военная техника называется так, как она называется?

7 дек 14, 12:00
+105 32
Эта история произошла во вре&hellip;

Эта история произошла во времена ярой дружбы СССР и Кубы

27 ноя 16, 03:01
+102 23
Всадница. Задание для глаз

Всадница. Задание для глаз

6 дек 16, 04:01
+100 191
Почему американцев называют &hellip;

Почему американцев называют пиндосами

25 ноя 16, 02:00
+99 46
Подвиг Зины Портновой

Подвиг Зины Портновой

26 ноя 16, 03:00
+97 47
Фото по стилю Сальвадору Дал&hellip;

Фото по стилю Сальвадору Дали. Обман зрения.

28 ноя 16, 04:01
+97 24
Вечный двигатель, которому 2&hellip;

Вечный двигатель, которому 25 тысяч лет: почему его исследования подавляются?

30 ноя 16, 02:01
+95 89
Почему воины на Руси были та&hellip;

Почему воины на Руси были такими могучими?

5 дек 16, 02:01
+93 90
Уникальный вертолет «Чёрная акула»

Уникальный вертолет «Чёрная акула»

2 дек 16, 03:01
+92 19
Нетривиальное применение хоз&hellip;

Нетривиальное применение хозяйственного мыла

29 ноя 16, 03:01
+89 34
Что нужно знать о Черном море

Что нужно знать о Черном море

4 дек 16, 02:01
+88 29
Совершенство женского тела н&hellip;

Совершенство женского тела на черно-белых снимках фотографа из России

3 дек 16, 00:02
+83 60
Военные хитрости для мужчин

Военные хитрости для мужчин

7 дек 16, 03:01
+80 17
Гигиена Средневековья: как г&hellip;

Гигиена Средневековья: как горожане маскировали свое нежелание мыться

1 сен 15, 05:00
+75 51
Опасные для компьютера файлы.

Опасные для компьютера файлы.

15 сен 14, 10:32
+72 19
Просто фото или не просто фото

Просто фото или не просто фото

3 авг 14, 14:52
+71 7
Круто...

Круто...

1 сен 14, 12:45
+71 19
Это ответные санкции, что ли ?

Это ответные санкции, что ли ?

8 авг 14, 10:16
+70 43
5 вещей, которые наука до си&hellip;

5 вещей, которые наука до сих пор не может объяснить

7 мар 15, 04:30
+69 50
Читать
Читать

Поиск по блогу

Люди

8394 пользователям нравится сайт knowledgeblog.ru