Krasnoyarsk'ta, uzayda özerk hayatta kalmak için dünyadaki ilk kurulum nasıl yaratıldı
Martian filminde kahraman, bir sonraki sefer için Kızıl Gezegene küçük bir su, yiyecek ve hava kaynağı ile gelmesini beklemek zorunda kaldı. Amerikan sineması bunun nasıl yapıldığını anlamaya çalıştı ve Sovyet bilim adamları, Mars'ta Andy Weier tarafından hayatta kalma hakkında bir kitap oluşturmadan önce benzer bir göreve karar verdiler.
Yarım yüzyıl önce, Rus Bilimler Akademisi'nin Sibirya Şubesi Krasnoyarsk Fizik Enstitüsü'nde kozmonotun herhangi bir özel problem olmadan ve dış yardım olmadan herhangi bir gezegende hayatta kalmalarına yardımcı olacak bir kurulum yapıldı. Dünyada benzersiz olan devrim niteliğindeki BIOS-3 kapalı devre besleme sistemi, içindeki insanlara neredeyse tamamen su, oksijen ve yiyecek sağladı. Onunla çok küçük bir stok almak yeterliydi ve daha sonra her şey sistemin kendisi tarafından üretilip temizlendi.
"Rus Gezegeni" Sibirya bilim adamlarının zamanlarının ve meslektaşlarının önüne geçmeyi başardığını keşfetti.
Yosun ile nefes alın
“Kapalı otonom yaşam destek sistemlerinin oluşturulması konusundaki ilk deneyler, 1960'lerin sonunda Krasnoyarsk'ta başladı”, Rusya Bilimler Akademisi'nin Sibirya Şubesi Biyoloji Doktora Derecesi Biyolojik Bilimler Doktora Programı Egor Zadereev, RP muhabirine şunları söyledi. - Bilim adamları yılda iki kişinin yaşaması için 300 kg oksijen, 2,5 ton su ve 400 kg gıdaya ihtiyaç duyduklarını bulmuşlardır. Aynı zamanda, aynı dönemde, 350 kg karbondioksit ve geri dönüştürülmesi gereken bir ton atık yayacaklar. Bunlara, bunların dış dünyadan izole edilmiş bir ortamda nasıl sağlanabileceğini anlamaya kaldı.
Uzmanlar deneyler yaptılar ve bir canlı organizmanın gelişme potansiyelinin gerçekleşebilir olasılıklardan daha yüksek olduğu hipotezini doğruladılar. Tek hücreli alg chlorella ideal koşullara yerleştirildiğinde, doğal ortamdan çok daha hızlı büyümeye ve daha fazla oksijen üretmeye ve aynı zamanda aktif olarak karbondioksiti işlemeye başladı.
Küçük bir tanktaki algler, bir kişinin bütün gün normal nefes alması için yeterliydi, yüzünü dışarıdan havanın dışarı akmasına izin vermeyen özel bir deliğe yerleştirdi. Böylece, 1964'te, kapalı alanda üreme döngüsüne sahip bir sistem "BIOS-1" oluşturdular; bu, örneğin uzayda havasız alanda nefes almasına yardımcı oldu. Daha sonra bilim adamları kapalı bir odada geçirilen süreyi 12 saatinden 30 güne kadar uzatabildiler. Daha sonra, günlük 45 deneyimi elde etmeyi mümkün kılan su değişimi de kapatıldı.
Bununla birlikte, algler yalnızca insanlara oksijen sağlamak ve karbondioksitten kurtulmak için kullanışlıdır. Kapalı alanda başka hiçbir bitki yoksa, o zaman yosunla da beslenmemiz gerekecektir. İnsan vücudu için yeterli olabilir, ancak böyle bir diyette ruh sağlığını korumak sorunlu olacaktır.
1966’te, bilim adamları sebze ve tahıllarla ilgili deneyler başlattılar ve sonuç olarak "BIOS-2" kurulumunu yaptılar. Aynı buğday, büyüme için ideal koşullar yaratırsa - sıcaklık dalgalanmaları olmadan, hava koşullarını, yabani otları değiştirmeden, yılda altı kez ve doğal koşullardan birkaç kez daha fazla vereceği ortaya çıktı. Yol boyunca, araştırmacılar bir kişiyi beslemek için ne kadar buğday ekilmesi gerektiğini belirledi.
Bionauta sığınakta
Yegor Zadereev, “Rus kozmonotiğin kurucusu Sergei Korolev, SB RAS Fizik Enstitüsünde yapılan deneylerin farkına vardığında, onlarla ilgilenmeye başladı ve Krasnoyarsk Enstitüsünün kurucusu ve yöneticisi ile bir araya geldi, akademisyen Leonid Kirensky,” diye devam ediyor. - Aydaki istasyon için özerk bir yaşam destek sistemine ihtiyaç duyan Kraliçenin kişisel emriyle araştırmaya devam etmek için fon tahsis edildi. Rekor sürede, yedi yıl içinde yapay bir ekosistem "BIOS-3" oluşturulmasına izin verdiler.
Krasnoyarsk biyofizikçiler o zamanlar için büyük paralar aldı - 1 milyon ruble. Bu fonlarla, 1972 yılına kadar, toplam hacmi bir küp 315 olan dış dünyadan izole edilen paslanmaz çelik duvarlı özel bir sığınak inşa ettiler. m ve alanı - 14х9х2,5 m.
Sığınak üç kişide kalacak şekilde tasarlandı ve dört bölüme ayrıldı. Birinde yataklı konut kabinleri, mutfak-yemek odası, banyo ve çalışma alanı - hasadı işlemek, yenilmez biyokütleyi bertaraf etmek için ekipmanların yanı sıra su ve havanın arıtılması için kullanılan bir atölye laboratuvarı vardı. Diğer üç bölüm bitkilere yönelikti. Yosunlar kapalı alanda ve yapay ışık altında, ayrıca soya fasulyesi, marul, salatalık, turp, havuç, pancar, dereotu, lahana, patates, soğan çeşitlerinin seçiminde büyüdü. Su ve oksijeni yeniden ürettiler ve ayrıca varlıkları için gerekli olan tüm besinleri, vitaminleri ve eser elementleri “bionautlara” verdiler. Krasnoyarsk damızlık Heinrich Lisovsky tarafından yetiştirilen çok kısa gövdeli cüce buğday da orada büyüdü: kulağın yenmez kısmı azdı ve çok az atık vardı. O hektar başına 200 - 300 centners içinde bir ürün verdi. Orta Asya chufa bitkisi de insanlara bitkisel yağ sağladı.
Böylece “BIOS” içerisindeki insanların dış dünyayla iletişim kurabilmeleri için, TV ve telefon içeren kapalı bir sığınak sağlandı. Bir soğutma ve güç kaynağı sistemi kuruldu.
Yegor Zadereyev, “1970'in başında, çalışanlardan üç gönüllü, altı ay boyunca sığınakta yaşadı - 180 günleri, Aralık 24'inden, yılın 1972'inde yılın 22'inden yılın 1973'ine,” diyor. - Soludukları tüm oksijen, büyüdükleri bitkileri sağladı. Karbondioksiti geri dönüştürdüler. İlk olarak, mevcut su temini işlendi ve yeniden kullanılmak üzere saflaştırıldı.
BIOS-3 kurulumunda test cihazlarıyla bir sonraki bağlantının bir oturumu var. Bağlı test cihazı V.V. Terek (porthole), yılın fotoğrafı 1973. Fotoğraf: photo.kirensky.ru
Deneyde yer alan katılımcılar kendileri tarafından yetiştirilen sebzeler yemiş, buğday toplayıp öğütmüş ve ekmek pişirmişlerdir. Bu yüzden günde 300 gram ekmek ve 400 gram sebze aldı. Hayvansal protein "bionavtov" konserve ve dondurularak kurutulmuş et stoklarını sağlar. Sürekli yapılan tıbbi gözlemler, işlenmiş ve arıtılmış su ve havanın yanı sıra gönüllülerin sağlığını da olumsuz yönde etkilemediğini gösterdi.
Deney sadece altı ay sürdü. Devam etmenin bir anlamı olmadığı belli oldu: BIOS'ta oluşturulan kapalı döngü yaşam destek sistemi mükemmel çalışıyordu. Su, oksijen ve gıda üretimi için yapay olarak oluşturulan konveyör arıza yapmaz. Tabii ki, dışarıdan büyük miktarda elektrik alınmasına tabi olmakla birlikte, uzayda veya gezegenlerin herhangi birinde bu sorun kolayca bir nükleer santral veya güneş panelleri yardımı ile çözülebilir.
Hermetik kapının ardındaki yıl
"BIOS-3" istasyonunda dünya dışı bir yerleşimi simüle ederek, otonom hayatta kalma konusunda 10 deneyleri yapıldı. Bunlara bir ila üç kişilik mürettebat katıldı. Mühendis Nikolai Bugreev, “BIOS-3” içindeki “bionavt” ların kalanından daha uzun yaşadı - toplam 13 ay.
1968’te, Krasnoyarsk’ın gelişmesi, uzun keşifler sırasında, uzay araştırmalarının yeni aşamasında insan yaşamını sağlamak için biyolojik sistemin XIX Kongresi’nde, biyolojik sistemin olası prototiplerinden biri olarak kabul edildi. Bu, Sibirya biyofizikçilerinin başarılarının dünya çapında tanınması haline geldi.
Bilim adamları başka bir temel problemi çözmek zorunda kaldılar - insanlara sadece bitki besinleri ile değil aynı zamanda protein yiyecekleri ile sınırlı bir alanda nasıl sağlanabileceklerini. "BIOS-3" akademisyeni Joseph Gitelzon'un yaratıcılarından biri, o zamanlar için devrim niteliğinde bir fikir ortaya koydu - bu amaçla kullanılmak üzere istenen hayvansal proteini üretecek genetiği değiştirilmiş bitkiler kullanmak. Bitki biyokütlesinin doğal kullanımı ve insan vücudundan atılan tuzun sistem içi sistem içi kütle değişimine geri dönüşü sorunları da çözülmeden kaldı.
Bilim adamları, uzayda Dünya üzerinde başarılı bir deney tekrarlamaya karar verdi. Krasnoyarsk Enstitüsü, bitki yetiştirme için ilk kapları sıfır yerçekiminde hazırlamaya başladı, ancak daha sonra perestroika çıktı. Fon eksikliğinden dolayı, o zamanlar dünyada analogu olmayan benzersiz bir araştırmanın durdurulması gerekiyordu ve BIOS-3 korunuyordu.
Soldan sağa - BIOS-6'teki 3 ay deneyinin katılımcıları: M.P. Shilenko, V.V. Tereskikh, N.I. Petrov, fotoğraf 1973 yılı. Fotoğraf: photo.kirensky.ru
Çölde ark
Sadece 15 yıl sonra, 1985’te ABD’de benzer bir deney yapmaya çalışıldı.
Arizona’daki çok milyoner Ed Bass’in parasıyla, 2 bin metrekarelik bir alanı kaplayan devasa hava geçirmez kubbeler “Biosphere-12” inşa ettiler. m. Bu geniş alanda, bilim adamları karasal manzaralar ürettiler - çöl, yağmur ormanları, savan, mercan kayalığı olan küçük bir okyanus, bitkileri ektiler ve yüzlerce hayvan türü getirdiler. Tüm bunların kendiliğinden büyüyüp çoğalacağı ve deneyde gönüllü katılımcılara yaşam için gerekli her şeyi sağlayacağı varsayılmıştır.
Rusya Bilimler Akademisi'ne üye olan Sergei Olenin, “Ancak, çok geçmeden kritik bir oksijen eksikliği olduğu ortaya çıktı, pencereleri açmak zorunda kaldım, böylece havanın dışarıdan dışarı akması gerekiyordu” diyor. - Sonra bitkiler ağrıp ölmeye başladı, bazı hayvan türleri öldü. İnanılmaz miktarda hamamböceği ve karınca yetiştirildi. Yiyecekler yeterli değildi, dışarıdan ithal edilmesi gerekiyordu. İki yıl sonra, “Biosphere-2” in yaratıcıları yapay ekosistemin özerk bir şekilde en az 100 yıl boyunca ayakta kalmasını beklemelerine rağmen, deney durduruldu.
Başarısız olan ilk denemeden sonra, Amerikalı araştırmacılar yarattıkları yapay dünyada değişiklikler yaptılar ve ikinci denemeyi 2007'te başlattılar. Ancak, başka bir sebepten dolayı feshedildi: yeni gönüllü ekibindeki katılımcılardan biri bir kavga sırasında diğerlerine saldırdı. Bundan sonra, yatırımcı projeye ilgisini kaybetti ve şimdi çölün ortasındaki bu “Nuh'un Gemisi” sadece turistler tarafından ziyaret edildi.
- Geçen yıl Çin'de özerk hayatta kalma üzerine bir deney daha yapıldı. "Moon Palace-1" adını aldı, - devam ediyor Sergey Olenin. - Krasnoyarsk araştırmalarını gerçekten tamamen tekrarlayan bilim insanları, protein ihtiyacının büyüdükleri solucanlar tarafından karşılanmaları nedeniyle katılımcılara 75% için gerekli tüm yiyecekleri sağlamayı başardılar. Böylece üç ay boyunca çevrimdışı modda yaşamayı başardılar.
Deneme için bir dünya
Şimdi Avrupa Uzay Ajansı Krasnoyarsk araştırmasına ilgi göstermeye başladı. Hibeler şeklinde alınan parayla, SB RAS Biyofizik Enstitüsü'nde küçük deneyler yapılmakta, 1960'lerin sonunda inşa edilen bunker için modern ekipman satın alınmaktadır. Büyüyen bitkiler için suni bir toprak benzeri substrat oluşturulur. Organik maddelerin minerallere ayrışmasının fizikokimyasal teknolojisi üzerinde, bitki büyümesi için tuz şeklinde dolaşımına döndürülebilen deneyler yapılmaktadır. Gerekli insan proteinlerinin üretimi için kara salyangozların kullanımı incelenmektedir.
Bununla birlikte, fonların tam ölçekli araştırması yeterli değildir - bu, birkaç milyonlarca dolar gerektirir. Herkes kapalı yaşam destek sistemlerinin oluşturulması konusundaki çalışmaya devam etmenin gerekli olduğunu anlıyor, çünkü onlar olmadan ciddi uzay araştırmalarından söz edilemez, ancak her şey finansmana bağlı. "BIOS-3" boş. Her ne kadar bu, kapalı bir biyolojik döngü boyunca su, hava ve bitki besinleri için insani gereksinimlerini tam olarak karşılayan en başarılı deney sistemi olsa da. Henüz Mars'ta veya diğer gezegenlerde değil, Dünya'da zaten kullanılmış olabilir. Sonuçta, insanların kaçınılmaz olarak yüzlerce kez neden olduğu çevresel zararları azaltmak için kullanılabilir, çünkü BIOS-3 minimum kaynak tüketmenize izin verir ve neredeyse atık üretmez. Kapalı çevrimi olan evler, çevre üzerindeki yükü büyük ölçüde azaltır ve aynı zamanda insanlara, örneğin uzak Kuzey Kutup bölgelerinde, çöllerde veya yüksek dağlarda, su altında yaşamanın zor veya pahalı olduğu yerlerde sağlayabilir.
- "BIOS" kullanımının bir başka versiyonu - dünyada bugüne kadar hiç kimsede olmayan deneyler yapmak. Herkes, örneğin atmosferdeki metan seviyesi kritik bir seviyeye ulaştığında ne olacağı hakkında konuşur. Bir felaket olur mu yoksa olmaz mı? Sergey Olenin, Krasnoyarsk'ta bununla ilgili tartışmayabilirler, ancak küçük bir kapalı ekosistemde ne olacağını kontrol edin. - Ve bu, harika olamayacak, ancak tüm insanlık için devasa öneme sahip olabilecek olası deneylerden sadece bir tanesidir. Dünya'nın biyosferindeki maddelerin dolaşım süreçlerini inceleyebilir ve sadece insanların diğer gezegenlerde hayatta kalmalarına yardım etmekle kalmayabilirsiniz.