Говоря об уникальности нашего края, в первую очередь имеют в виду его природные ресурсы – запасы древесины и полезных ископаемых, гидроэнергетический потенциал рек. Но и с точки зрения науки – может, мы и не так заметны на карте страны, нам есть чем гордиться. Один из весомых поводов – создание в прошлом веке уникальной замкнутой биологической системы жизнеобеспечения человека БИОС-3.
Ученым помог Королев
Это было время удивительных открытий и немыслимых ранее достижений, связанных с космосом: был запущен первый спутник, Юрий Гагарин совершил полет в мировой истории, а чуть позже Алексей Леонов не только полетел на «Восходе-2», но и несколько раз вышел за пределы корабля, удаляясь от него на несколько метров… Казалось, еще немного – и станет возможным то, о чем писали раньше только в фантастических романах – путешествия на далекие планеты, создание станций на Луне…
Но для этого необходимо было решить важную задачу – создать систему, которая будет автоматически поддерживать благоприятные условия для жизнедеятельности человека длительное время без возможности доставки грузов.
Попытки создания такой системы предприняли в Красноярске ученые СО РАН.
Академик Иосиф Гительзон первым проверил, хватит ли для дыхания кислорода, который выделяют водоросли
Вначале нужно было решить, чем человек будет дышать. Для этого было создано первое устройство для выработки кислорода: это был большой бак, в котором росли водоросли. Хлорелла поглощала углекислый газ и обеспечивала кислородом. Молодой еще ученый, ставший потом знаменитым академиком Иосиф Гительзон провел первый эксперимент – в герметичной кабине ночью дышал тем кислородом, который вырабатывали водоросли. Это было очень рискованно – сложно было понять, хватит ли кислорода, газометрические приборы того времени были достаточно примитивными. Но все получилось, и проект начал развиваться дальше. Однако для его полноценного запуска было необходимо хорошее финансирование. Помог куратор космической программы СССР Сергей Королев. Когда красноярские ученые рассказали о своих разработках, он ответил: «На такой проект я дам денег». И как потом вспоминали, на вопрос, когда эта система должна быть готова, ответил: «Вчера!»
Объем работы был колоссальный – необходимо было предусмотреть огромное количество факторов. Например, чем люди в течение долгого времени будут питаться?
Отработали технологию выращивания таких растений, как огурцы, укроп, пшеница (был выведен специальный карликовый сорт с большим колосом, а в ходе эксперимента люди мололи зерна и выпекали хлеб самостоятельно). Специалисты, привлекая ученых из Москвы, составляли набор растений таким образом, чтобы была возможность полноценного питания с минимальным набором витаминов.
Для выращивания растений в условиях искусственного освещения установили фитотрон.
Это специальное техническое устройство для выращивания в условиях искусственного освещения и микроклимата высших растений – овощей и пшеницы.
Для питьевой воды использовался конденсат, который предварительно проходил через специальные фильтры. Для получения животного белка было специальное космическое питание, которое брали с собой в тюбиках. Было проведено несколько экспериментов с участием людей, самый длинный из которых продолжался 180 дней.
Три человека провели почти полгода в закрытом герметичном бункере, изолированном от окружающей среды. Они дышали только тем воздухом, который был внутри системы, пили воду, которая там вырабатывалась, и примерно половина их рациона выращивалась там же.
Для ускоренной селекции
Этот эксперимент в начале 70-х был уникальным не только для того времени – до сих пор его никто не повторил, только в последнее время в зарубежных странах начали делать что-то подобное. Несколько лет назад в Китае создали «Лунный дворец» – тоже закрытую систему, в которой моделировались условия существования будущей станции на Луне.
За учеными, которые оказались внутри, постоянно следили врачи – но все было благополучно. Причем наблюдения за их здоровьем длились и спустя несколько лет после эксперимента. Никаких отклонений не было найдено.
Ученые, которые участвовали в эксперименте, находились под наблюдением врачей долгое время после его окончания
Но в 80-е годы проект был остановлен. Это не значит, что о нем забыли. Впоследствии был создан международный центр замкнутых экологических систем.
Спустя почти полвека после создания уникальной системы «БИОС-3» до сих пор используется, но уже с другими целями.
В лаборатории проводят различные эксперименты, для которых были необходимы особые условия. Так, к примеру, изучали возможное распространение микроорганизмов на космической станции – бактерий или грибов, чтобы вовремя принять меры по их уничтожению.
– Сейчас проходят мини-эксперименты по замкнутым системам, – рассказывает Наталья Кононова, ученый секретарь Института биофизики СО РАН. – Совместно с КрасНИИ сельского хозяйства проводят исследования по ускоренной селекции. Обычно, чтобы вывести сорт, необходимо много времени – к примеру, неблагоприятные погодные явления в естественных условиях – длительные дожди, заморозки, отодвигают созревание колоса. В условиях закрытой биологической системы на созревание зерен уходит около 40 дней: столь короткий срок достигается, в том числе, и с помощью ламп – увеличивается световой день и есть возможность использовать лучи определенного спектра. Преимуществом является возможность выращивать культуры круглый год.
А ранее говорилось о том, что будет вестись работа уже над БИОС-4 – актуальность закрытых систем жизнедеятельности никуда не исчезла, только уже с добавлением звена по утилизации отходов жизнедеятельности. И это очень важная тема не только для космоса, но и, к примеру, для станций в Арктике, где климатические условия препятствуют естественным процессам разложения.
Красноярские ученые готовы приступить к работе – дело лишь в финансировании.
Фото: Олег Кузьмин, photo.kirenskiy.ru
