Când, în cele din urmă, pe căile prăfuite ale planetelor îndepărtate rămân urme ale noastre? La această întrebare, omenirea pregătește în mod constant un răspuns, realizând cercetări la scară largă și creând tehnologii pentru a stăpâni alte lumi.
A spus mai mult de un secol în urmă, cuvintele lui Konstantin Tsiolkovsky "Omenirea nu va rămâne pentru totdeauna pe Pământ ..." de fapt, abia începe să se întâmple. În timp ce omul a fost capabil să se mute departe de planeta de origine este doar la o distanță de orbita Lunii, și chiar și în orbite inferioare tehnologia modernă nu poate oferi un echipaj de zbor complet autonom mai mult de 3-4 luni de durată: după acest timp echipajul de nava spatiala trebuie neapărat consumabile livrate de pe Pământ.
Organizarea alimentelor integrale, alimentarea cu apă, furnizarea constantă de oxigen și utilizarea eficientă a vieții deșeurilor în izolare de biosfera terestră nu sunt încă posibile.
În această etapă, răspunsul la întrebarea „Cum să supraviețuiască în spațiul cosmic“, se arată după cum urmează: „pentru a lua o“ anumită minimă parte necesară a biosferei, „forțând“ să funcționeze într-o gravitate scăzută, spații mici închise și un exces de radiații de înaltă energie.
Din nefericire, toate încercările de a pune în aplicare un astfel de ciclu închis, chiar și în condiții mai puțin solide, nu pot fi numite de succes. Cel mai faimos dintre ele este, fără îndoială, proiectul Biosferei americane-2, implementat de Space Biosphere Ventures (în principal cu ajutorul miliardarului Edward Bass).
Soarta Biosferei
Împreună cu clădirile auxiliare, a fost un sistem închis cu un volum de 203.760 m3. În acest volum a fost modelat un număr de biomurilor: pădurile tropicale, savane, sclerofile Bush Marea Mediterană, deșert, apă proaspătă și sare (mangrove) mlaștină și chiar un mini-ocean, cu un recif de corali viu.
Adevărat, reprezentarea lor relativă era foarte diferită de cea reală - în special, oceanul era mai puțin de o treime din "Biosferă", iar pe Pământ corpurile de apă ocupă 71% din suprafață. Toată această biodiversitate a fost "populată" de aproape patru mii de specii de animale, plante și microorganisme.
Compoziția lor a fost aleasă astfel încât să simuleze cel mai bine circulația biosferică a substanțelor, inclusiv producerea și descompunerea substanțelor organice (inclusiv descompunerea naturală a deșeurilor umane). Compresoarele gigantice au reglat presiunea internă astfel încât să corespundă celei externe - această scurgere minimă de aer.
Sa presupus că complexul ar funcționa autonom, deoarece avea toate condițiile pentru o circulație normală de substanțe. Soarele, potrivit oamenilor de știință, ar trebui să fie suficient pentru reproducerea oxigenului de către plante ca urmare a fotosintezei, viermii și microorganismele asigură procesarea deșeurilor, insecte - polenizarea plantelor etc. Circulația și purificarea apei au fost efectuate prin operarea jaluzelelor, reglarea luminii solare, care a cauzat curenți de convecție de aer cald, care au contribuit la evaporarea de pe suprafața "oceanului".
Toate deșeurile de activitate vitală au fost descompuse prin metode biologice, oferind nutriție plantelor, unele dintre acestea servind, la rândul lor, ca hrană pentru oameni, pești și animale de companie. Exclusiv utilizarea chimicalelor toxice (insecticide și pesticide). Controlul dăunătorilor a fost efectuat prin metode "naturale" - au fost colectate și distruse manual sau înmulțite de dușmanii lor naturali.
De asemenea, nu a fost permisă utilizarea surselor de poluare a energiei - de exemplu, foc deschis. Energie pentru gătit, iluminat și echipamente de alimentare cu energie electrică furnizate panouri solare.
Se părea că totul a fost luat în considerare și că a fost construită o lume ideală ... totuși, problemele nu au durat mult. "Biosfera-2" a fost suprapopulată. Oamenii nu aveau suficientă mâncare calorică - au trebuit să renunțe la câteva banane și papaya în "junglă", pentru a compacta plantarea de cereale fără a crește suprafața și a introduce distribuția alimentelor.
De-a lungul "deșertului" de pe acoperișul de sticlă, dimineața, apa condensată și ploaia au căzut. Nu a putut fi eliminată, așa că deșertul sa transformat treptat într-o stepă. Câteva luni mai târziu, coroanele multor copaci au început să se spargă sub propria lor greutate: sa dovedit că pentru o formare normală de lemn, un factor atât de nesemnificativ ca și vântul este extrem de necesar.
Orașul ucrainean în orbită
Primul cosmonaut al Ucrainei independente, Leonid Kadenyuk, în timpul zborului său de pe naveta Columbia, sa angajat în cercetare în domeniul biologiei spațiale. Acestea au inclus, în special, experimente privind polenizarea artificială a semințelor de soia și de rapiță pentru a obține semințe în condiții de gravitație zero. Aceste studii au avut un scop practic: echipajele de nave spațiale, care zboară spre planete îndepărtate, cu siguranta nevoie de „gradina spațiu“, care va oferi astronauții cu alimente și oxigen.
Mai târziu, „puritatea experimentului“ a fost în cele din urmă rupt: Din cauza intensificat excesiv fenomenul climatice „El Niño“ cer nori peste Arizona, a fost amânată mai des decât se aștepta, iar lumina soarelui nu a fost suficient oxigen în procesul de reproducere a fotosintezei.
Pentru a evita consecințele grave, Edward Basse a decis să înceapă să pompeze acest gaz sub cupola din exterior. În total, a fost necesar să se descarce mai mult de 20 de tone. Între timp, „experimental“, în plus față de clasele lor regulate, încordat exterminate gândaci și furnici excesiv de crescute (în principal, doar davili- găsit printre locuitorii din „Biosfera“ este dușman natural destul de vorace al acestor insecte și ar putea să nu).
... Pe unul dintre pereții interiori ai Biosferei mai există mai multe linii scrise de unul dintre participanții la prima misiune: "Numai aici am simțit cât de dependentă de natura înconjurătoare. Dacă nu există copaci - nu vom avea nimic de respirație, dacă apa se murdărește - nu vom avea nimic de băut ". Această înțelepciune a câștigat, probabil, cel mai important rezultat al unui experiment ambițios.
Proiectul "BIOS"
Cercetarea posibilității de a crea sisteme biofizice stabile de biosinteză continuă a început la scurt timp după primul spațiu pilotat. Una dintre cele mai interesante și reușite lucrări în această direcție a fost proiectul "BIOS", desfășurat de Institutul de Biofizică din Krasnoyarsk (URSS, acum Federația Rusă). Acolo, sisteme de susținere a vieții au fost dezvoltate pentru șederea umană în spațiu, în condiții extreme de latitudini polare, deșerturi, zone înalte, sub apă.
În 1964, în sistemul BIOS-1 a fost închis un sistem de susținere a vieții cu două legături "man-chlorella". Algele au absorbit dioxidul de carbon și au produs oxigen, dar nu au putut fi folosite pentru alimente.
În complexul BIOS-2, care a început să fie creat în 1965, pe lângă alge, au fost implicate și plante superioare, cum ar fi grâul și legumele. În 1968, primele experimente au fost efectuate în sistemul cu trei legături "man - microalga - plante superioare". A fost obținută o rată de reutilizare a apei de 85%. Pe baza acestor experimente, BIOS-3 a fost creat - un sistem ecologic închis de susținere a vieții pentru o persoană cu control autonom.
Schema de schimb de gaze și apă în complexul experimental "Bios-3". Căile de mișcare a gazelor sunt prezentate în linii portocalii, apele în negru. Săgețile albastre indică direcția de deplasare. Literele se referă la: B - cultivatori alga Chlorella, T - suflantă, Y - filtru de cărbune, C - colectori de ape uzate în bucătărie și baie, Q - selecție colector umiditate condens în fitotron, D - rezervor pentru fierbere și stocare a apei de serviciu, M - colector urină, F - o unitate de sorbție pentru post-tratarea apei potabile.
Construcția de BIOS-3 a fost finalizat în 1972. În subsolul Institutului de Biofizica din Krasnoyarsk Akademgorodok a construit o cameră etanșă dimensiuni 14h9h2,5 m și aproximativ 315 m3. Acesta a fost împărțit în 4 compartimente egale, dintre care două sunt ocupate phytotrons de creștere a plantelor, una - cultivarea microalgal, iar acesta din urmă este un bloc de locuințe cu echipajul de cabină, internă și accesorii. Compartimentele au fost conectate prin uși sigilate.
Pe baza BIOS-3, au fost realizate 10 experimente cu echipaje de la una la trei persoane. Cea mai lungă dintre ele a durat 180 de zile (1972-1973). A fost posibil să se realizeze o "închidere" completă a sistemului pentru gaz și apă, nevoile echipajului din produsele alimentare au fost satisfăcute cu 80% în detrimentul resurselor interne. Cea mai lungă (în total 13 luni) în inginerul complex trăit Nikolai Bugreev.
Serele sunt cultivate în soiuri speciale de lumină artificială de grâu, soia, salată, Xufa (din Asia Centrală oleaginoase), morcovi, ridichi, sfecla, cartofi, castraveți, măcriș, varză, mărar și ceapă. pitic Grâu dedus de profesorul G.M.Lisovskim a scurtat tulpini, reducând astfel cantitatea de deșeuri. Conservele cu produse de origine animală au fost folosite și pentru alimente.
La sfârșitul anilor 1980, experimentele de la BIOS-3 s-au oprit temporar.
NASA proiectează biosisteme
Specialiștii NASA, desigur, nu s-au putut opri dezvoltării unor biosisteme închise, care în viitor ar putea fi folosite pentru a oferi suport pentru echipajele stațiilor spațiale și navelor interplanetare. Realizările lor în acest domeniu sunt mult mai puțin extinse, dar au un succes comercial tangibil.
Este vorba despre un modul biologic numit ecosferei, este un acvariu vas de sticla sigilat cu un diametru de 10-20 cm, umplut cu apă de mare, cu mici bule de aer și „locuite“ de mai multe rubra creveți Halocaridina, bucăți de corali, alge verzi și bacteriile care descompun produsele alimentare viața creveților. În partea de jos a acvariului, mai mult din motive estetice, se toarnă niște nisip și scoici.
Pe asigurările producătorilor, lumea întreagă trebuia să fie absolut autonomă pentru o perioadă nelimitată - era nevoie doar de lumina soarelui și de menținerea unei temperaturi mai mult sau mai puțin constante. Creveții s-au înmulțit și au murit, totuși, fără a depăși suma care ar putea "alimenta" resursele disponibile. Ecosistemul a devenit imediat incredibil de popular.
Adevărat, curând a devenit clar că "eternitatea" ei este de numai 2-3 ani, după care sa distrus echilibrul biologic din interiorul acvariului, iar locuitorii săi au dispărut. Cu toate acestea, acvarii hermetice sunt încă populare - la urma urmei, fiecare civilizație are "durata de viață", iar chiar și doi ani după standardele creveților nu este chiar așa de rău.
"Muntele spațial" de pe birou
Antrii sunt creaturi uimitoare. Ele apar aproape în toate zonele naturale (cu excepția deserturilor arctice). Strămoșii lor străvechi, puțin diferiți de reprezentanții moderni ai acestei familii, au trăit pe Pământ cu mai bine de 100 de milioane de ani în urmă, după cum reiese din rămășițele lor găsite în noroi pietrificat. Este foarte probabil că chiar și atunci aveau competențele unei "pensiuni colective" și erau împărțite în "caste" - furnici, războinici, vânători etc.
Numai speciile clasificate de furnici sunt mai mult de 12,5 mii. Numarul total al acestor insecte de pe Pamant poate ajunge la patru miliarde de miliarde (1015). Cu o masă medie de un specimen de aproximativ 3 mg, biomasa lor totală este doar un ordin de mărime mai mică decât biomasa omenirii, cu aproximativ o sută de mii de furnici reprezentând o singură persoană. Este evident că o astfel de familie de ființe vii este unul dintre cele mai importante elemente ale biosferei. Prin urmare, specialiștii-miermecologi (mirecologia - secțiunea de entomologie, studiul furnicilor) participă activ la majoritatea studiilor consacrate creării de ecosisteme închise.
Principala parte a vieții furnicilor are loc în adăposturi subterane sau în alte adăposturi greu accesibile, unde este extrem de dificil să le observi. Oamenii de știință au depus mult efort pentru a rezolva această problemă. Cea mai simplă versiune a "observatorului de furnici" poate fi considerată ca un muștar artificial de două panouri transparente din sticlă (plastic) și o umplutură de nisip între ele. Observațiile sunt efectuate la lumină scăzută sau în raze infraroșii.
Deoarece nisipul este opac, într-un astfel de mușcătură puteți vedea doar tunelurile imediat adiacente peretelui de sticlă. În plus, acest design este foarte puțin transportabil - chiar și cu o ușoară agitare, mișcările furnicilor create de furnici sunt vărsate și distruse. Prin urmare, pentru experimentele cu aceștia pe nave spațiale Space Shuttle, angajații NASA trebuiau să proiecteze un habitat în care furnicile să poată trăi și să construiască tuneluri capabile să reziste efectelor schimbărilor bruște de gravitate.
Conceptul pentru proiectul Mars One
În acest scop, a fost dezvoltată o umplutură specială sub formă de jeleu, potrivită pentru ca furnici să trăiască în ea și să construiască tuneluri. El le servește și ca sursă de hrană. Conform acestei tehnologii, se construiește un "Ant hill", care dă tuturor iubitorilor de animale sălbatice o oportunitate rară de a observa viața fascinantă a acestor insecte.
Antquarium nu este un ecosistem închis, dar fluxul de apă și nutrienți (cu excepția aerului) este limitat. Minimizarea probabilității de penetrare a bacteriilor patogene și a paraziților de furnică. Prin urmare, "mișcarea transparentă" poate susține viața locuitorilor săi de mult timp - cu condiția ca condițiile de lumină și temperatură specificate în instrucțiuni să fie îndeplinite.
Împărtășește în social. crearea de rețele
Articole similare
-
Cum să dovedească rotația pământului - o pagină de tot felul de presupuneri
-
Weathervane - dus de pisica si mouse-ul vantului; fotografie № 2114418, Fotograf Svetlana Zaretskaya
Trimiteți-le prietenilor: