Si u krijua instalimi i parë në botë për mbijetesë autonome në hapësirë në Krasnoyarsk
Në filmin "The Martian" heroit iu desh të priste që ekspedita tjetër të mbërrinte në Planetin e Kuq me një furnizim të vogël me ujë, ushqim dhe ajër. Kinemaja amerikane u përpoq të kuptonte se si ta bënte këtë, dhe shkencëtarët sovjetikë zgjidhën një problem të ngjashëm edhe para se Andy Weyer të shkruante një libër për mbijetesën në Mars.
Gjysmë shekulli më parë, një pajisje u krijua në Institutin e Fizikës në Krasnoyarsk të SB RAS që do të ndihmonte një astronaut të mbijetonte në çdo planet pa ndonjë problem të veçantë dhe ndihmë nga jashtë. Sistemi revolucionar i furnizimit me qark të mbyllur BIOS-3, i cili nuk ka analoge në botë, u siguroi pothuajse plotësisht njerëzve brenda tij ujë, oksigjen dhe ushqim. Mjaftonte të merrte me vete një furnizim shumë të vogël, dhe më pas gjithçka prodhohej dhe pastrohej nga vetë sistemi.
Planeti rus zbuloi se si shkencëtarët siberianë ishin në gjendje të qëndronin përpara kohës dhe kolegëve të tyre.
Merr frymë me alga
- Eksperimentet e para për krijimin e sistemeve të mbyllura të mbështetjes së jetës autonome filluan në Krasnoyarsk në fund të viteve 1960, - studiuesi kryesor, sekretari shkencor i Institutit të Biofizikës të Degës Siberiane të Akademisë Ruse të Shkencave, Kandidati i Shkencave Biologjike Yegor Zadereev tregon korrespondenti i RP. - Shkencëtarët kanë gjetur se në mënyrë që dy njerëz të jetojnë në vit, ata kanë nevojë për rreth 300 kg oksigjen, 2.5 ton ujë dhe 400 kg ushqim. Në të njëjtën kohë, gjatë së njëjtës periudhë, ata do të lëshojnë 350 kg dioksid karboni dhe një ton mbeturina, të cilat duhet të riciklohen. Mbeti për të kuptuar se si t'u sigurohet atyre e gjithë kjo në një mjedis të izoluar nga bota e jashtme.
Ekspertët kryen eksperimente dhe konfirmuan hipotezën se potenciali i zhvillimit të një organizmi të gjallë është më i lartë se mundësitë e realizueshme. Kur algat njëqelizore Chlorella u vendosën në kushte ideale, ajo filloi të rritet shumë më shpejt dhe të prodhojë më shumë oksigjen sesa në mjedisin e saj natyror, dhe gjithashtu të riciklojë më aktivisht dioksidin e karbonit.
Algat në një rezervuar të vogël filluan të mjaftonin në mënyrë që një person të mund të merrte frymë normalisht gjatë gjithë ditës, duke e vendosur fytyrën në një vrimë të veçantë që nuk lejon ajër nga jashtë. Kështu në vitin 1964 ata krijuan një sistem me një cikël të mbyllur të riprodhimit të oksigjenit "BIOS-1", i cili ndihmoi një person të merrte frymë në një hapësirë pa ajër, për shembull, në hapësirë. Pastaj shkencëtarët ishin në gjendje të rrisin kohën e kaluar në një dhomë të mbyllur nga 12 orë në 30 ditë. Më vonë, shkëmbimi i ujit u mbyll gjithashtu, gjë që bëri të mundur kryerjen e një eksperimenti 45-ditor.
Sidoqoftë, algat ishin të dobishme vetëm për t'i siguruar një personi oksigjen dhe për të hequr qafe dioksidin e karbonit. Nëse nuk ka bimë të tjera në një hapësirë të kufizuar, atëherë gjithashtu do të duhet të hani alga. Mund të ketë lëndë ushqyese të mjaftueshme për trupin e njeriut, por mbajtja e shëndetit mendor në një dietë të tillë do të jetë problematike.
Në vitin 1966, shkencëtarët filluan eksperimente me perime dhe drithëra dhe, si rezultat, ndërtuan instalimin BIOS-2. Doli se nëse krijohen kushte ideale për rritje për të njëjtin grurë - pa ndryshime të temperaturës, ndryshime të motit, barërat e këqija, atëherë ajo do të japë gjashtë herë në vit, dhe disa herë më shumë se në kushtet natyrore. Gjatë rrugës, studiuesit përcaktuan se sa grurë duhet të mbillet për të ushqyer një person.
Bionautët në bunker
"Kur themeluesi i kozmonautikës ruse, Sergei Korolev, u bë i vetëdijshëm për eksperimentet e kryera në Institutin e Fizikës të SB RAS, ai u interesua për to dhe u takua me themeluesin dhe drejtorin e Institutit Krasnoyarsk, Akademik Leonid Kirensky," vazhdon Yegor Zadereev. - Me urdhër personal të Korolev, i cili kishte nevojë për një sistem autonom të mbështetjes së jetës për stacionin në Hënë, fondet u ndanë për të vazhduar kërkimin. Ata bënë të mundur në një kohë rekord të shkurtër, në vetëm shtatë vjet, krijimin e një ekosistemi artificial "BIOS-3".
Biofizikanët e Krasnoyarsk morën para të mëdha për ato kohë - 1 milion rubla. Me këto fonde, deri në vitin 1972 ata ndërtuan një bunker të veçantë të izoluar nga bota e jashtme me mure çeliku inox, vëllimi i përgjithshëm i të cilit ishte 315 metra kub. m, dhe zona është 14x9x2, 5 m.
Bunkeri ishte krijuar për të akomoduar tre persona dhe ishte i ndarë në katër pjesë. Njëra përmbante kabina banimi me shtretër, një dhomë kuzhine-ngrënie, një banjo dhe një zonë pune-një punëtori-laborator me pajisje për përpunimin e të lashtave, duke përdorur biomasën e pangrënshme, si dhe me sisteme të pastrimit të ujit dhe ajrit. Tre pjesët e tjera ishin për bimë. Në një hapësirë të kufizuar dhe nën ndriçim artificial, u rritën algat, si dhe mbarështuan varietete soje, marule, tranguj, rrepkë, karrota, panxhar, kopër, lakër, patate dhe qepë. Ata rigjeneruan ujin dhe oksigjenin, dhe gjithashtu u siguruan "bionautëve" të gjitha lëndët ushqyese, vitaminat dhe mikroelementet e nevojshme për ekzistencën e tyre. Gruri xhuxh me një kërcell shumë të shkurtër, i edukuar posaçërisht nga mbarështuesi Krasnoyarsk Henrikh Lisovsky, gjithashtu u rrit atje: pjesa e pangrënshme e veshit ishte në madhësi minimale dhe kishte pak mbeturina. Ajo dha një prodhim prej 200-300 centners për hektar. Dhe barishte chufa e Azisë Qendrore u siguroi njerëzve vaj perimesh.
Në mënyrë që njerëzit brenda "BIOS" të mund të komunikojnë me botën e jashtme, një bunker i mbyllur u pajis me një TV dhe një telefon. U instalua një sistem ftohjeje dhe furnizimi me energji elektrike.
- Në fillim të viteve 1970, tre vullnetarë nga punonjësit për herë të parë jetuan në bunker për gjashtë muaj - 180 ditë, nga 24 dhjetor 1972 deri më 22 qershor 1973, - thotë Yegor Zadereev. I gjithë oksigjeni që ata thithnin erdhi nga bimët që rritën. Ata gjithashtu përpunuan dioksidin e karbonit. Fillimisht, furnizimi me ujë në dispozicion u përpunua dhe u pastrua për t'u përdorur shumë herë.
Sesioni tjetër i komunikimit me testuesit në instalimin BIOS-3 është në progres. Testuesi V. V. Terskikh (në dritare), foto 1973. Foto: photo.kirensky.ru
Pjesëmarrësit në eksperiment hëngrën perime të rritura vetë, mblodhën dhe bluan grurë dhe piqnin bukë prej tij. Kështu ata merrnin 300 gram bukë dhe 400 gram perime në ditë. Proteina shtazore "bionautët" siguruan furnizime me ushqime të konservuara dhe mish të tharë në ngrirje. Vëzhgimet e vazhdueshme mjekësore treguan se një dietë e tillë, si dhe uji dhe ajri i përpunuar dhe i pastruar, nuk ndikuan negativisht në shëndetin e vullnetarëve.
Eksperimenti zgjati vetëm gjashtë muaj. U bë e qartë se nuk kishte asnjë kuptim për ta vazhduar atë: sistemi i mbyllur i mbështetjes së jetës i krijuar në BIOS funksionon në mënyrë të përsosur. Një transportues i krijuar artificialisht për prodhimin e ujit, oksigjenit dhe ushqimit nuk dështon. Sigurisht, me kusht që një sasi e madhe e energjisë elektrike të vijë nga jashtë, por ky problem në hapësirë ose në ndonjë nga planetët zgjidhet lehtësisht me ndihmën e një centrali bërthamor ose paneleve diellore.
Një vit pas një dere të mbyllur
Në stacionin "BIOS-3", i cili simulon një vendbanim jashtëtokësor, u bënë 10 eksperimente mbi mbijetesën autonome. Ekipet prej një deri në tre persona morën pjesë në to. Inxhinieri Nikolai Bugreev jetoi në BIOS -3 më gjatë se pjesa tjetër e "bionautëve" - gjithsej 13 muaj.
Në vitin 1968, zhvillimi i Krasnoyarsk u konsiderua në Kongresin XIX të Federatës Ndërkombëtare Astronautike si një nga prototipet e mundshëm të një sistemi biologjik për të siguruar jetën e njerëzve në një fazë të re në eksplorimin e hapësirës - gjatë ekspeditave të gjata. Kjo është bërë një njohje mbarëbotërore e arritjeve të biofizikantëve siberianë.
Shkencëtarëve iu desh të zgjidhnin një problem më themelor - si t'u siguronin njerëzve në një hapësirë të kufizuar jo vetëm ushqim bimor, por edhe ushqim proteinik. Një nga krijuesit e BIOS -3, Akademiku Iosif Gitelzon, parashtroi një ide revolucionare në atë kohë - të përdorni bimë të modifikuara gjenetikisht për këtë, të cilat do të prodhonin proteinën shtazore të dëshiruar. Problemet e shfrytëzimit natyror të biomasës së bimëve dhe kthimit të kripës së nxjerrë nga trupi i njeriut në shkëmbimin masiv intrasistemik gjithashtu mbetën të pazgjidhura.
Shkencëtarët vendosën të përsërisin një eksperiment të suksesshëm në Tokë në hapësirë. Instituti Krasnoyarsk filloi të përgatisë kontejnerët e parë për rritjen e bimëve në gravitet zero, por më pas shpërtheu perestroika. Për shkak të mungesës së plotë të financimit, kërkimi unik që nuk kishte analoge në botë në atë kohë duhej të ndalohej, dhe BIOS-3 u shkatërrua.
Nga e majta në të djathtë-pjesëmarrësit në eksperimentin 6-mujor në BIOS-3: M. P. Shilenko, V. V. Terskikh, N. I. Petrov, foto 1973. Foto: photo.kirensky.ru
Arka e shkretëtirës
Vetëm 15 vjet më vonë, në 1985, u bë një përpjekje në Shtetet e Bashkuara për të kryer një eksperiment të ngjashëm.
Me paratë e multimilionerit Ed Bass, një bazë gjigante "Biosphere-2" u ndërtua në Arizona nga kupola hermetike që mbulonin një sipërfaqe prej 12 mijë metra katrorë. m. Në këtë territor të gjerë, shkencëtarët kanë riprodhuar peizazhe tokësore - shkretëtirë, pyje tropikale, savana, madje edhe një oqean të vogël me një shkëmbinj koralë, mbollën bimë dhe sollën qindra lloje kafshësh. Supozohej se e gjithë kjo do të rritej dhe shumohej në vetvete dhe do t'u siguronte vullnetarëve të eksperimentit gjithçka të nevojshme për jetën.
"Sidoqoftë, shumë shpejt u bë e qartë se kishte një mungesë kritike të oksigjenit, ne duhej të hapnim dritaret në mënyrë që ajri të hynte nga jashtë," thotë Anëtari Korrespondent i Akademisë Ruse të Shkencave, Doktor i Shkencave Biologjike Sergei Olenin. - Pastaj bimët filluan të lëndohen dhe vdesin, disa lloje kafshësh u shuan. Një numër i jashtëzakonshëm i buburrecave dhe milingonave të edukuara. Nuk kishte ushqim të mjaftueshëm, duhej të sillte nga jashtë. Dy vjet më vonë, eksperimenti u ndërpre, megjithëse krijuesit e "Biosphere-2" shpresonin që ekosistemi artificial të mund të ekzistonte në një mënyrë autonome për të paktën 100 vjet.
Pas një përpjekjeje të parë të dështuar, studiuesit amerikanë bënë ndryshime në botën artificiale që ata krijuan dhe nisën një eksperiment të dytë në 2007. Sidoqoftë, ai u ndërpre për një arsye tjetër: një nga anëtarët e ekipit të ri të vullnetarëve sulmoi të tjerët gjatë një grindjeje. Pas kësaj, investitori humbi interesin për projektin, dhe tani kjo "Arka e Noes" në mes të shkretëtirës vizitohet vetëm nga turistët.
- Vitin e kaluar, një eksperiment tjetër në mbijetesën autonome u krye në Kinë. Ajo u quajt "Pallati Hënor -1", - vazhdon Sergey Olenin. - Shkencëtarët, të cilët në fakt përsëritën plotësisht studimet e Krasnoyarsk, arritën t'u sigurojnë pjesëmarrësve të gjithë ushqimin e nevojshëm me 75% për shkak të faktit se nevoja për proteina u plotësua nga krimbat që ata rritën. Kështu ata arritën të jetojnë jashtë linje për tre muaj.
Një botë për të eksperimentuar
Tani Agjencia Evropiane e Hapësirës ka filluar të tregojë interes për kërkimet në Krasnoyarsk. Me paratë e marra në formën e granteve, eksperimente të vogla kryhen në Institutin e Biofizikës të SB RAS, pajisjet moderne blihen për bunkerin, të ndërtuar në fund të viteve 1960. Një substrate artificiale e ngjashme me tokën është krijuar për rritjen e bimëve. Janë duke u zhvilluar eksperimente mbi teknologjinë fiziko -kimike të dekompozimit të substancave organike në substanca minerale, të cilat mund të kthehen në qarkullim në formën e kripërave për rritjen e bimëve. Përdorimi i kërmijve të tokës për prodhimin e proteinave të nevojshme për njerëzit është duke u studiuar.
Sidoqoftë, nuk ka fonde të mjaftueshme për kërkime në shkallë të plotë - kjo kërkon disa dhjetëra miliona dollarë. Të gjithë e kuptojnë se është e nevojshme të rifilloni punën për krijimin e sistemeve të mbyllura të mbështetjes së jetës, pasi pa to nuk mund të bëhet fjalë për eksplorim serioz të hapësirës, por gjithçka varet nga financat. BIOS-3 është bosh. Edhe pse ky është sistemi eksperimental më i suksesshëm, ai plotëson plotësisht nevojat e njeriut për ujë, ajër dhe ushqim bimor përmes një cikli të mbyllur biologjik. Ajo tashmë mund të përdoret, megjithëse jo ende në Mars ose planetë të tjerë, por në Tokë. Në të vërtetë, me ndihmën e saj, është e mundur të zvogëlohet dëmi në mjedis qindra herë, i cili shkaktohet në mënyrë të pashmangshme nga njerëzit, pasi BIOS-3 ju lejon të konsumoni një minimum burimesh dhe të mos prodhoni pothuajse asnjë mbeturinë. Shtëpitë me sythe të mbyllura do të zvogëlonin në mënyrë drastike barrën mbi mjedisin, dhe gjithashtu mund t'u siguronin njerëzve gjithçka që u duhej aty ku është e vështirë ose e shtrenjtë për t'u arritur, për shembull, në zona të largëta arktike, shkretëtira ose në malësi, nën ujë.
- Një tjetër mundësi për të përdorur "BIOS" është kryerja e eksperimenteve në të, të cilat askush në botë nuk po i kryen ende. Të gjithë po flasin vetëm për atë që do të ndodhë nëse, për shembull, niveli i metanit në atmosferë arrin një nivel kritik. A do të ketë një katastrofë apo jo? Dhe në Krasnoyarsk, ata mund të mos flasin për të, por të kontrollojnë se çfarë do të ndodhë si rezultat në një ekosistem të vogël të mbyllur, thotë Sergei Olenin. - Dhe ky është vetëm një nga eksperimentet e mundshme, i cili mund të mos ketë as rëndësi të madhe, por kolosale për të gjithë njerëzimin. Shtë e mundur të studiohen proceset e qarkullimit të substancave në biosferën e Tokës, dhe jo vetëm të ndihmohen njerëzit të mbijetojnë në planetët e tjerë.
