Când, în cele din urmă pe căile prăfuite ale planetelor îndepărtate rămân urmele noastre? Această întrebare omenirea pregătește de urgență un răspuns, efectuarea de ample de cercetare și de a crea tehnologii pentru dezvoltarea altor lumi.
A spus mai mult de un secol în urmă, cuvintele Konstantinei Tsiolkovskogo „Omenirea nu va rămâne pentru totdeauna pe Pământ. „Este într-adevăr numai începe să devină realitate. 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.
Organizeaza nutriție, alimentarea cu apă, un flux constant de oxigen și utilizarea eficientă a deșeurilor în afară de biosferă pământ nu este încă posibilă.
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 păcate, toate încercările de a pune în aplicare o buclă închisă, chiar mai moale condiții „sol“ nu poate fi considerat un succes. Cel mai faimos dintre acestea este, fără îndoială, proiectul american „Biosfera 2“, realizat de Space Biosferei Ventures (în principal pe miliardarul agentul Edvarda Bassa).
Împreună cu susținerea construcțiilor este un volum de sistem sigilat 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.
Cu toate acestea, în raport „biroul“ lor a fost foarte diferită de cea reală - în special, oceanul a fost mai puțin de o treime din „Biosfera“, în timp ce pe Pământ corpurile de apă ocupă 71% din suprafață. Toate acestea biodiversitatea este „stabilit“ de aproape patru mii de specii de animale, plante și microorganisme.
Structura lor specifică a fost aleasă astfel încât să simuleze cel mai bine ciclul material de biosferă, care cuprinde producerea și descompunerea organice (inclusiv descompunerea naturală a deșeurilor umane). Compresoarele gigant presiune internă a fost ajustată astfel încât să se conformeze exterior - este redusă pentru a reduce scurgerea de aer.
Sa presupus că complexul va funcționa în mod autonom, deoarece avea toate condițiile pentru ciclul normal al materiei. Lumina soarelui, conform calculelor oamenilor de știință, ar trebui să fie suficient pentru reproducerea oxigenului de către plante în timpul fotosintezei, viermi și microorganisme furniza reciclare, insecte - plante autogame, etc. Circulația și apă de tratament a fost efectuat prin lucrarea jaluzelelor, reglementa lumina soarelui, care a cauzat curenții de convecție de aer cald, care a contribuit la evaporarea din suprafața „ocean“.
Toate deșeurile se descompun prin metode biologice, oferind nutriția plantelor, unele dintre care, la rândul lor, servesc drept hrană pentru oameni, pește și animale de companie. elimină complet utilizarea de substanțe chimice toxice (insecticide și pesticide). Controlul dăunătorilor a fost efectuat metode out „naturale“ - au colectat și distruse de mână sau de divorț dușmanilor lor naturali.
Nu este permis utilizarea surselor de energie poluante - cum ar fi o flacără deschisă. Energie pentru gătit, de iluminat și de energie panouri solare au fost date echipamente.
Se pare că totul este luat în considerare și de a construi o lume perfectă. dar problemele nu au fost mult timp în vin. „Biosfera 2“ a fost aglomerat. Oamenii nu au suficiente alimente bogate in calorii - a avut în „jungla“ să renunțe la un pic de boabe de plantare compactate banane și papaya, fără a crește pătrat și introduceți distribuirea produselor alimentare.
Deasupra „deșert“ de pe acoperișul de sticlă, în dimineața apa este condensat și ploaia cade. Era imposibil de îndepărtat, astfel încât deșert treptat „evoluat“ în stepă. După câteva luni, a început să se rupă sub propria greutate a coroanei multor copaci: sa dovedit că pentru formarea normală a lemnului este extrem de necesar un astfel de factor aparent minore, cum ar fi vântul.
legume ucraineană pe orbită
Primul astronaut de independent Ucraina Leonid Kadeniuk în timpul zborului său pe navetă Columbia a fost implicat în cercetare în domeniul biologiei spațiu. Acestea au inclus, în special pentru polenizare artificiale de rapiță și soia germeni experimente pentru a produce semințe în condiții de imponderabilitate. 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 consecințe grave Edvard Base a decis să înceapă descărcarea acestui gaz sub cupola din exterior. Doar a trebuit să încărcați 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 „Biosfera“ se mai păstrează câteva rânduri scrise de unul dintre participanții la prima misiune: „Doar aici ne-am simțit ca și dependenți de mediul natural. Dacă nu există copaci - nu avem nimic de a respira, în cazul în care apa murdară - nu avem nimic de băut ". Această înțelepciune hard-a câștigat, probabil, a fost cel mai important rezultat al unui experiment ambițios.
Studierea posibilității de a stabili sisteme de biofizice stabile, biosinteza continuă a început la scurt timp după primul zbor spatiale cu echipaj uman. Una dintre lucrările cele mai interesante și de succes în această direcție a fost proiectul „BIOS“, care a lansat angajații Krasnoyarsk Institutul de Biofizică (URSS, în prezent România). S-au dezvoltat sistemul de susținere a vieții pentru locuirii umane în spațiu, în condițiile extreme ale polare latitudini, deserturi, munții înalți, sub apă.
In 1964, un schimb de gaze închis printr-un sistem de suport pe două niveluri „man-Chlorella„a fost realizată în sistemul BIOS-1. Algele absorb dioxidul de carbon și oxigen produs, dar nu au putut fi folosite hrana lor.
Complexul BIOS-2, care a început să construiască în 1965, în plus față de alge, au fost implicate în plantele superioare - grâu, legume. În 1968, primele experimente au avut loc într-un sistem cu trei niveluri „om - microalge. - plante superioare“ Atins nivelul de 85 la suta din apa de reutilizare. Pe baza acestor experimente a fost înființat BIOS-3 - sistem închis de viață-suport ecologic este un autoadministrat.
Schema de gaz și schimbul de apă în complexul experimental „Bios-3“. calea de circulație a gazului prezentat linii portocalii, apa - negru. Albastre Săgețile 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 - nod de purificare sorbție a 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 sunt conectate prin ușile închise.
Pe baza BIOS-W 10 experimente cu echipaje de la unul până la trei persoane au avut loc. Cea mai lungă dintre care a durat 180 de zile (1972-1973.). A fost posibil să se realizeze complet „circuit“ pentru sistemul de apă și de gaz, echipajul are nevoie de alimente cu 80% sunt satisfăcute în detrimentul resurselor interne. Cel mai lung (un total de 13 luni), în complexul trăit inginer 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. Este, de asemenea, utilizat în cutii de alimentare cu produse de origine animală.
La sfârșitul anilor '80 de experimente în BIOS-Z oprit temporar.
NASA proiectează biosistem
Experții NASA, desigur, nu a putut sta departe de dezvoltarea sistemelor biologice închise, care pot fi ulterior utilizate pentru echipajele de susținere a vieții de stații spațiale și nave spațiale. Realizările lor în acest domeniu considerabil mai mici, cu toate acestea, au un succes comercial semnificativ.
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 activitate creveți. În partea de jos a acvariului, mai mult din motive estetice, se toarnă niște nisip și scoici.
Pe asigurările de producători, toată lumea a trebuit să fie complet autonom pe termen nelimitat - el avea nevoie doar în lumina soarelui și de a menține o temperatură mai mult sau mai puțin constantă. de reproducție creveți și pe moarte, fără, cu toate acestea, dincolo de suma pe care se poate „alimenta“ resursele disponibile. Ecosferei imediat a devenit extrem de popular.
Cu toate acestea, curând a devenit clar că ei „eternitate“ este de numai 2-3 ani, după care echilibrul biologic este perturbată, iar locuitorii săi au fost uciși în interiorul acvariu. Cu toate acestea, rezervoare ermetice sunt încă populare - la urma urmei, fiecare civilizație are „termenul de valabilitate“ ei, și chiar doi ani, de standardele de crevete de fapt, nu este atât de rău.
„Furnicar Space“ la birou
Furnicile - creaturi uimitoare. Ele se găsesc în aproape toate zonele naturale (cu excepția deșert arctic). strămoșii lor vechi, un pic diferit de moderne reprezentanții acestei familii, a trăit pe pământ în urmă cu peste 100 milioane ani Despre Acest lucru sugerează rămășițele lor se găsesc în noroi pietrificat. Se pare că, chiar și atunci au avut o „comunitate competențe colective“ și împărțit în „caste“ - furnici lucrător, soldați, vânători, etc.
Numai specii clasificate de furnici, există peste 12,500. Numărul total al acestor insecte de pe Pământ se poate ajunge la cvadrilioane (un milion de miliarde, sau 1015). Cu o greutate medie de o instanță de aproximativ 3 mg din biomasa totală este doar un ordin de mărime mai mică decât biomasa omenirii, reprezintă, prin urmare despre sute de mii de furnici pe persoană. Evident, o astfel de familie mare de ființe vii este una dintre cele mai importante elemente ale biosferei. De aceea, expertii myrmecology (myrmecology - secțiunea entomologie studiază furnicile) sunt implicați activ în majoritatea studiilor privind crearea ecosistemelor închise.
Cea mai mare parte a vieții de furnici are loc în subteran și alte greu de adăposturi, în cazul în care pentru a le viziona este extrem de dificil. Oamenii de știință au petrecut o mulțime de efort pentru a rezolva această problemă. Versiunea cea mai simplă de „observator formic“ poate fi considerată furnica artificială a două din sticlă transparentă (plastic), panouri și umplutură de nisip ele. Observațiile sunt în lumină slabă sau infraroșu.
Deoarece nisipul este opac, în care pot fi văzute doar tuneluri imediat adiacente Warren peretele de sticlă. În plus, acest design este foarte malotransportabelna - chiar și cu un shake mic de furnici tuneluri căptușite năruie și colaps. Prin urmare, pentru a experimenta cu ei în navele spațiale NASA Space Shuttle personal a trebuit să proiecteze mediul în care furnicile ar putea trăi și de a construi tunele care pot rezista la schimbări bruște de gravitate.
Conceptul pentru un singur proiect Marte
Pentru aceasta a fost dezvoltat un excipient gelatinos special potrivit pentru furnici ar putea trăi în ea și pentru a construi tuneluri. De asemenea, el servește ca sursă de hrană. Această tehnologie este construit „tabelul mușuroi» Antquarium, oferind toate faunei sălbatice entuziaști o oportunitate rara de a observa viața fascinantă a acestor insecte.
Antquarium ecosistem nu este închis, dar fluxul înapoi de apă și substanțe nutritive (cu excepția aerului) este limitată. De asemenea, a redus la minimum probabilitatea de penetrare a bacteriilor patogene si paraziti ant. Prin urmare, „furnica transparent“ poate menține viața locuitorilor săi pentru o lungă perioadă de timp - sub rezerva unor condiții de lumină și temperatură specificate în instrucțiunile.