Баннер

Дом на Луне и соленый огурец на грядке

Накануне празднования 50-летия полета в космос Юрия Гагарина директор Института биофизики СО РАН (Красноярский научный центр) член-корреспондент  РАН Андрей Георгиевич Дегерменджи рассказал об автономных биолого-технически[ системах жизнеобеспечения человека, которые имеют как космические, так и земные приложения.

 

degemendzi.jpgЗадача создания систем для длительного пребывания человека в космическом пространстве в условиях, приближающихся к земным, была поставлена академиком Сергеем Павловичем Королевым перед учеными ИБФ СО РАН (в то время отдела биофизики Института физики  АН СССР) в 60-х годах ХХ век

На этапе принципиального решения этого вопроса есть два пути - либо все необходимое нужно брать с собой в качестве запасов (пища, вода, воздух,кислород), либо создавать модель земной биосферы, основанной на круговороте веществ. Первый путь можно назвать тупиковым, поскольку и тогда, и сейчас лишний вес на борту космолета - удовольствие не из дешевых. На данный момент вывод одного килограмма груза на орбиту стоит порядка 10 тыс. долларов. Тем временем, человеку в день необходимо 39 кг веществ (23 из которых - воздух), то есть 14 т в год.

С 1964 по 1984  годы  в ИБФ СО РАН было создано и испытано три установки BIOS (BIOS-1, BIOS-2 и BIOS-3), внутри которых жили от одного до трех человек. В конце 70-х был поставлен рекорд - три члена экипажа провели 180 суток (полгода) в BIOSе без контакта с окружающей средой. В начале в качестве регенератора выступали водоросли (хлорелла), затем к ним добавились (а впоследствии и вовсе заменили их) высшие растения (пшеница, овощи - огурец, томаты, картофель, свекла,  редис, кольраби, щавель). Мясная часть диеты поступала в тюбиках - совсем как у космонавтов. По словам А.Г.Дегерменджи, уход за своеобразной оранжереей (в которой для полива и удобрения растений использовались переработанные отходы жизнедеятельности человека, а урожай собирался каждый день) благотворно влиял на психофизическое состояние экипажа, а поскольку его день был расписан по минутам, времени на конфликты тоже не оставалось. В результате эксперимента не было обнаружено никаких, даже отдаленных отклонений в здоровье научных сотрудников. К слову, медицинский контроль осуществлял  ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН, который сейчас наблюдает за имитацией пилотируемого полета на Марс - проектом «МАРС-500». 

Однако в конце восьмидесятых исследования пришлось прервать. Сейчас они получают новое развитие, в том числе благодаря поддержке Европейского космического агентства. На момент окончания работ были получены следующие результаты «замыкания» цикла веществ: 100%  - вода, 100% - газы, 50% - пища. Сейчас в ИБФ СО РАН создана физико-химическая система, которая перерабатывает ранее не подлежавшие разложению вещества в минеральные удобрения, пригодные для ухода за растениями. Кроме того, в автономную биолого-техническую систему жизнеобеспечения человека решено вернуть почву, которую ранее считали источником микроорганизмов, вернее почво-подобный субстрат. В условиях «замкнутой биосферы» также планируется выращивать растение-солерос, которое может накапливать до 50% NaCl и тем самым реализовывать давнюю мечту о соленом огурце на грядке.

Растения вообще обладают большим потенциалом: в ИБФ СО РАН проведены предварительные эксперименты, показавшие возможность переживания холодостойкими видами длительных периодов темноты при температуре воздуха, близкой к «биологическому» нулю (около 3°С). Это позволит выращивать пшеницу, морковь, свеклу, редис и  в условиях «лунного» суточного цикла в 14 земных.

«Роскосмос» сейчас разрабатывает проект создания пилотируемого космического корабля с ядерным двигателем, и срок его готовности обозначен 2021 годом. «Время, когда потребуются такие системы, как BIOS, очень близко», - считает А. Г. Дегерменджи.

Но автономные биолого-технические системы жизнеобеспечения человека нужны не только в космосе, но и на земле. Их использование в находящихся сейчас на слуху экодомах позволит резко уменьшить нагрузку на окружающую среду. Они необходимы в северных и высокогорных поселениях. Незаменима такая система и для проведения тяжелых опытов по круговороту элементов, которые нельзя проводить в биосфере, например, если идет речь о радионуклидах, тяжелых металлах.

Подготовила:

Александра Белкина

ЦОС СОРАН