Kosmosda muxtar yaşamaq üçün dünyanın ilk qurğusu Krasnoyarskda necə yaradıldı
"Marslı" filmində qəhrəman, kiçik bir su, qida və hava tədarükü ilə növbəti planetin Qırmızı Planetə gəlməsini gözləmək məcburiyyətində qaldı. Amerika kinosu bunu necə edəcəyini anlamağa çalışdı və sovet elm adamları, Andy Weyer Marsda sağ qalmaq haqqında bir kitab yazmamışdan əvvəl belə bir problemi həll etdilər.
Yarım əsr əvvəl, SB RAS -ın Krasnoyarsk Fizika İnstitutunda, astronavtın hər hansı bir planetdə heç bir xüsusi problem olmadan və xaricdən kömək almasına kömək edəcək bir cihaz yaradıldı. Dünyada analoqu olmayan "BIOS-3" qapalı dövrə təchizat sistemi, içindəki insanları su, oksigen və qida ilə demək olar ki, tamamilə təmin etdi. Çox kiçik bir təchizatı özünüzlə aparmaq kifayət idi və sonra hər şey sistemin özü tərəfindən istehsal edildi və təmizləndi.
Russian Planet, Sibir elm adamlarının zamanından və həmkarlarından necə qabaqda qalmağı öyrəndi.
Yosunlarla nəfəs alın
- 1960 -cı illərin sonunda Krasnoyarskda qapalı muxtar həyatı təmin edən sistemlərin yaradılması ilə bağlı ilk təcrübələr başladı, - aparıcı tədqiqatçı, Rusiya Elmlər Akademiyası Sibir Bölməsinin Biofizika İnstitutunun elmi katibi, biologiya elmləri namizədi Yeqor Zadereev RP müxbirinə deyir. - Elm adamları iki insanın bir il yaşaması üçün təxminən 300 kq oksigen, 2,5 ton su və 400 kq qidaya ehtiyacı olduğunu təsbit etdi. Eyni zamanda, eyni müddət ərzində 350 kq karbon qazı və bir ton tullantı buraxacaqlar ki, bu da təkrar emal edilməlidir. Xarici dünyadan təcrid olunmuş bir mühitdə onlara bütün bunları necə təmin edəcəyini anlamaq qalır.
Mütəxəssislər təcrübələr apardılar və canlı orqanizmin inkişaf potensialının mümkün olanlardan daha yüksək olduğu hipotezini təsdiq etdilər. Birhüceyrəli yosunlar Chlorella ideal şəraitdə yerləşdirildikdə, təbii mühitinə nisbətən daha sürətli böyüməyə və daha çox oksigen istehsal etməyə, həmçinin karbon qazını daha aktiv şəkildə geri çevirməyə başladı.
Kiçik bir tankdakı yosunlar, bir insanın bütün gün normal nəfəs alması üçün üzünü kənardan hava buraxmayan xüsusi bir çuxura qoyaraq kifayət etməyə başladı. Beləliklə, 1964-cü ildə bir insanın havasız bir məkanda, məsələn kosmosda nəfəs almasına kömək edən "BIOS-1" oksigen bərpasının qapalı dövrü olan bir sistem yaratdılar. Sonra elm adamları qapalı otaqda qalma müddətini 12 saatdan 30 günə qaldıra bildilər. Daha sonra su mübadiləsi də bağlandı, bu da 45 günlük təcrübə aparmağa imkan verdi.
Ancaq yosunlar yalnız bir insanı oksigenlə təmin etmək və karbon qazından qurtarmaq üçün faydalı idi. Məhdud məkanda başqa bitkilər yoxdursa, yosun yemək məcburiyyətində qalacaqsınız. İnsan bədəni üçün kifayət qədər qida maddəsi ola bilər, amma belə bir pəhrizdə psixi sağlamlığın qorunması problemli olacaq.
1966-cı ildə elm adamları tərəvəz və dənli bitkilər üzərində təcrübələr başlatdılar və nəticədə BIOS-2 qurğusunu qurdular. Məlum oldu ki, eyni buğdanın böyüməsi üçün ideal şərait yaradılsa - temperatur dəyişməsə, hava dəyişməsin, alaq otları olmasın, onda ildə altı dəfə, təbii şəraitdən bir neçə dəfə çox məhsul verər. Yolda, tədqiqatçılar bir adamı doyurmaq üçün nə qədər buğda əkilməsi lazım olduğunu təyin etdilər.
Bunkerdəki bionavtlar
"Rus kosmonavtika qurucusu Sergey Korolev, SB RAS Fizika İnstitutunda aparılan təcrübələrdən xəbər tutanda onlarla maraqlandı və Krasnoyarsk İnstitutunun qurucusu və direktoru akademik Leonid Kirenski ilə görüşdü. davam edir Yeqor Zadereev. - Aydakı stansiya üçün muxtar bir həyat dəstəyi sisteminə ehtiyacı olan Korolyovun şəxsi əmri ilə tədqiqatları davam etdirmək üçün vəsait ayrıldı. Rekord qısa müddətdə, cəmi yeddi ildə süni "BIOS-3" ekosistemini yaratmağa imkan verdilər.
Krasnoyarsk biofizikləri o dövrlər üçün böyük pullar aldılar - 1 milyon rubl. Bu vəsaitlə 1972 -ci ilə qədər xarici aləmdən təcrid olunmuş paslanmayan polad divarları olan, ümumi həcmi 315 kubmetr olan xüsusi bir bunker tikdilər. m, sahəsi 14x9x2, 5 m -dir.
Bunker üç nəfər üçün nəzərdə tutulmuşdu və dörd hissəyə bölünmüşdü. Birində çarpayıları olan yaşayış kabinləri, mətbəx-yemək otağı, hamam və iş sahəsi-bitkilərin emalı üçün avadanlıqlar, yeyilməyən biokütlədən istifadə edən bir atelye-laboratoriya, həmçinin suyun və havanın əlavə təmizlənməsi sistemləri var idi. Digər üç hissə bitkilər üçün idi. Məhdud bir məkanda və süni işıqlandırma altında yosunlar, həmçinin soya, kahı, xiyar, turp, yerkökü, çuğundur, şüyüd, kələm, kartof və soğan növləri yetişdirildi. Su və oksigeni bərpa etdilər, eyni zamanda "bionavtları" varlıqları üçün lazım olan bütün qida, vitamin və mikroelementlərlə təmin etdilər. Xüsusilə Krasnoyarsk yetişdiricisi Henrix Lisovski tərəfindən yetişdirilən çox qısa saplı cırtdan buğda da böyüdü: qulağın yeyilməyən hissəsi minimal ölçüdə idi və tullantı az idi. Hər hektardan 200-300 sentner məhsul verdi. Orta Asiya otu chufa insanlara bitki yağı verdi.
"BIOS" içindəki insanların xarici dünya ilə ünsiyyət qurması üçün möhürlənmiş bir bunkerə televizor və telefon verildi. Soyutma və enerji təchizatı sistemi quraşdırılıb.
"1970 -ci illərin əvvəllərində işçilərdən olan üç könüllü ilk dəfə bunkerdə altı ay - 180 gün, 24 dekabr 1972 -ci ildən 22 iyun 1973 -cü ilə qədər yaşayırdı" deyir Yeqor Zadereev. "Nəfəs aldıqları bütün oksigen yetişdirdikləri bitkilərdən gəlirdi. Həm də karbon qazını emal etdilər. Əvvəlcə mövcud su təchizatı dəfələrlə istifadə olunmaq üçün işlənmiş və təmizlənmişdir.
BIOS-3 qurğusunda testçilərlə növbəti ünsiyyət sessiyası var. Test cihazı V. V. Terskikh (pəncərədə), şəkil 1973. Şəkil: photo.kirensky.ru
Təcrübə iştirakçıları özləri yetişdirdikləri tərəvəzləri yeyib, buğdanı yığıb üyüdüb çörək bişirdilər. Beləliklə, gündə 300 qram çörək və 400 qram tərəvəz alırdılar. Heyvan zülalı "bionavtlar" konservlər və dondurularaq qurudulmuş ət tədarük edirdi. Daimi tibbi müşahidələr göstərir ki, belə bir pəhriz, eləcə də işlənmiş və təmizlənmiş su və hava könüllülərin sağlamlığına mənfi təsir göstərmir.
Təcrübə yalnız altı ay davam etdi. Davam etməyin heç bir mənası olmadığı aydın oldu: BIOS -da yaradılan qapalı həyat dəstək sistemi qüsursuz işləyir. Su, oksigen və qida istehsalı üçün süni şəkildə yaradılan konveyer uğursuz olmur. Əlbəttə ki, çoxlu miqdarda elektrik kənardan gəlsə, kosmosda və ya planetlərin hər hansı birində bu problem nüvə elektrik stansiyası və ya günəş panellərinin köməyi ilə asanlıqla həll olunur.
Bir il möhürlənmiş qapının arxasında
Yerdən kənar bir məskunlaşmanı simulyasiya edən "BIOS-3" stansiyasında muxtar sağ qalma ilə bağlı 10 təcrübə keçirildi. Onlarda birdən üç nəfərə qədər ekipaj iştirak etdi. Mühəndis Nikolay Bugreev, BIOS -3 -də qalan "bionavtlardan" daha uzun yaşadı - cəmi 13 ay.
1968 -ci ildə Beynəlxalq Astronavtika Federasiyasının XIX Konqresində Krasnoyarsk inkişafı kosmosun yeni mərhələsində - uzun ekspedisiyalarda insanların həyatını təmin etmək üçün bioloji sistemin mümkün prototiplərindən biri hesab edildi. Bu, Sibir biofiziklərinin nailiyyətlərinin dünya miqyasında tanınması halına gəldi.
Elm adamları daha bir əsas problemi həll etmək məcburiyyətində qaldılar - qapalı bir məkanda insanları yalnız bitki qidaları ilə deyil, həm də zülallı qidalarla təmin etmək. BIOS -3 -ün yaradıcılarından biri, akademik İosif Gitelzon, o dövrdə inqilabi bir fikir irəli sürdü - bunun üçün istədiyi heyvan zülalını istehsal edəcək geni dəyişdirilmiş bitkilərdən istifadə etmək. Bitki biokütləsinin təbii istifadəsi və insan orqanizmindən atılan duzun sistemdaxili kütlə mübadiləsinə qayıtması problemləri də həll olunmamış qaldı.
Alimlər kosmosda Yer üzərində uğurlu bir təcrübəni təkrarlamaq qərarına gəldilər. Krasnoyarsk İnstitutu bitkiləri sıfır çəkisi ilə yetişdirmək üçün ilk qabları hazırlamağa başladı, lakin sonra yenidənqurma başladı. Tam maliyyə çatışmazlığı səbəbindən, o dövrdə dünyada analoqu olmayan bənzərsiz araşdırma dayandırılmalı və BIOS-3 ağız boşluğuna çevrilmişdi.
Soldan sağa-BIOS-3-də 6 aylıq təcrübənin iştirakçıları: M. P. Şilenko, V. V. Terskikh, N. I. Petrov, şəkil 1973. Şəkil: photo.kirensky.ru
Çöl gəmisi
Yalnız 15 il sonra, 1985 -ci ildə ABŞ -da oxşar bir təcrübə keçirmək cəhdi edildi.
Multimilyoner Ed Bassın pulu ilə Arizonada 12 min kvadratmetrlik sahəni əhatə edən hava keçirməyən günbəzlərdən nəhəng "Biosfer-2" bazası tikildi. m. Bu geniş ərazidə elm adamları quru mənzərələrini - səhranı, tropik meşəni, savannanı, hətta mərcan resifli kiçik bir okeanı, bitkilər əkib yüzlərlə heyvan növünü gətirmişlər. Bütün bunların öz -özünə böyüyəcəyi və çoxalacağı və təcrübənin könüllülərinə həyat üçün lazım olan hər şeyi verəcəyi güman edilirdi.
Rusiya Elmlər Akademiyasının müxbir üzvü, biologiya elmləri doktoru Sergey Olenin deyir: "Ancaq çox keçmədən kritik bir oksigen çatışmazlığı olduğu üçün havanın kənardan daxil olması üçün pəncərələri açmalı olduq".. - Sonra bitkilər zərər verməyə və ölməyə başladı, bəzi heyvan növləri öldü. İnanılmaz sayda hamamböceği və qarışqa yetişdirdi. Yemək kifayət deyildi, onu kənardan gətirmək lazım idi. "Biosfer-2" nin yaradıcıları süni ekosistemin ən azı 100 il muxtar rejimdə mövcud ola biləcəyinə ümid etsələr də, iki il sonra təcrübə dayandırıldı.
Uğursuz ilk cəhddən sonra amerikalı tədqiqatçılar yaratdıqları süni dünyada dəyişikliklər etdilər və 2007 -ci ildə ikinci bir sınaq başlatdılar. Ancaq başqa bir səbəbdən ləğv edildi: yeni könüllülər qrupunun üzvlərindən biri mübahisə zamanı başqalarına hücum etdi. Bundan sonra investor layihəyə marağını itirdi və indi səhranın ortasında olan bu "Nuhun gəmisini" yalnız turistlər ziyarət edir.
- Keçən il Çində avtonom sağalma ilə bağlı başqa bir sınaq keçirildi. "Ay Sarayı -1" adlandırıldı, - Sergey Olenin davam edir. - Krasnoyarsk tədqiqatlarını əslində tamamilə təkrarlayan elm adamları, zülala olan ehtiyacın, böyüdükləri qurdlar tərəfindən ödənildiyi üçün iştirakçıları lazım olan bütün qida ilə 75% təmin etməyi bacardılar. Beləliklə, üç ay oflayn yaşamağı bacardılar.
Təcrübə üçün bir dünya
İndi Avropa Kosmik Agentliyi Krasnoyarsk tədqiqatlarına maraq göstərməyə başladı. Qrant şəklində alınan pullarla SB RAS Biofizika İnstitutunda kiçik təcrübələr aparılır, 1960 -cı illərin sonlarında tikilmiş bunker üçün müasir avadanlıqlar alınır. Bitkilər yetişdirmək üçün süni torpağa bənzər bir substrat yaradılır. Üzvi maddələrin mineral maddələrə parçalanmasının fizikokimyəvi texnologiyası üzərində təcrübələr aparılır ki, bu da bitkilərin inkişafı üçün duzlar şəklində dövriyyəyə qaytarıla bilər. İnsanların ehtiyac duyduğu zülal istehsalı üçün quru salyangozların istifadəsi araşdırılır.
Ancaq genişmiqyaslı tədqiqatlar üçün kifayət qədər vəsait yoxdur - bunun üçün bir neçə on milyonlarla dollar lazımdır. Hamı başa düşür ki, qapalı həyat dəstək sistemlərinin yaradılması üzərində işlərə başlamaq lazımdır, çünki onsuz ciddi kosmik tədqiqatlardan söhbət gedə bilməz, amma hər şey maliyyə vəziyyətindən asılıdır. BIOS-3 boşdur. Bu ən uğurlu təcrübi sistem olsa da, qapalı bir bioloji dövrü ilə insanın su, hava və bitki qidasına olan ehtiyacını tam şəkildə ödəyir. Hələ Marsda və ya digər planetlərdə olmasa da, Yerdə istifadə oluna bilər. Həqiqətən də, BIOS-3 minimum resursları istehlak etməyə və demək olar ki, heç bir tullantı çıxarmamağa imkan verdiyindən, onun köməyi ilə qaçılmaz olaraq insanların səbəb olduğu ətraf mühitə dəyən ziyanı yüz qat azaltmaq mümkündür. Qapalı döngəli evlər ətraf mühitin yükünü kəskin şəkildə azaldar və insanlara, məsələn, uzaq arktik zonalarda, çöllərdə və ya yüksəkliklərdə, suyun altında çətin və ya bahalı yerlərdə ehtiyac duyduğu hər şeyi təmin edə bilər.
- "BIOS" dan istifadə etmək üçün başqa bir seçim, hələ dünyada heç kimin aparmadığı təcrübələr aparmaqdır. Hər kəs, məsələn, atmosferdəki metanın səviyyəsi kritik bir həddə çatsa nə olacağını danışır. Fəlakət olacaq, ya yox? Sergey Olenin deyir ki, Krasnoyarskda bu barədə danışa bilməzlər, ancaq kiçik bir qapalı ekosistemdə nə olacağını yoxlaya bilərlər. - Və bu, bütün bəşəriyyət üçün hətta böyük, lakin böyük əhəmiyyətə malik ola biləcək mümkün təcrübələrdən yalnız biridir. Yerin biosferində maddələrin dövriyyəsi proseslərini öyrənmək mümkündür, nəinki insanların digər planetlərdə yaşamasına kömək etmək olar.
