Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Тернистый путь замкнутых биологических систем жизнеобеспечения.

Аватар пользователя krol_jumarevich

     "Биос-3", "Биосфера-2" и "Юэгун-1", это советский, американский и китайский проекты замкнутых биологических систем жизнеобеспечения.  Для чего они вообще нужны, эти самые, замкнутые биологические системы жизнеобеспечения?

      Они нужны, что бы в ограниченном, замкнутом обьеме научиться создавать уменьшенные, полностью автономные аналоги нашей земной биосферы, можно сказать микроЗемли. Где частью этой биосферы может быть и человек. Единственное, в идеале, что подводится извне - это энергия. Вещество циркулирует внутри и в подводе извне не нуждается.

    Успешная разработка таких систем позволит:

    1) Расширить ареал обитания человека на негостепреимных местах нашей родной Земли: в пустынях, в Арктике, Антарктике и далеко за Полярным кругом, на дне морей и озер, высоко в горах, под землей.

    2) Расширить ареал обитания человека на другие планеты, не приспособленные для жизни людей.

    3) Позволить расселяться человечеству по Вселенной на, так называемых, Кораблях Поколений

   Китайский "Юэгун-1"еще не полностью заверщенный, но уже видно, что удачный проект. Два завершенных: американский "Биосфера-2" -  окончившийся провалом, но самый драматический и давший много научной информации и "Биос-3" - самый удачный и до сих пор не превзойденный проект советских ученых. 

  Вот короткий рассказ про каждый их этих проектов:

          "Юэгун-1"

      «20 мая завершилось первое длительное испытание в наземной экспериментальной установке закрытой экологической системы по обеспечению жизни на лунной базе «Юэгун-1» (Yuegong-1), разработанной Пекинским университетом аэронавтики и астронавтики. Три члена экипажа «Юэгун-1» провели в закрытом пространстве 105 дней». 

 

       «Юэгун-1» - первая в Китае и третья в мире закрытая наземная интегрированная экспериментальная система биологического жизнеобеспечения, которая имеет огромное значение для успешного проведения планов по высадке на Луну, лунную базу и зондированию Марса, обеспечения безопасности и качественной жизни космонавтов. 

           Создание китайского комплекса осуществлялось при активном участии красноярских и московских специалистов. Процесс передачи опыта был задокументирован серией совместных статей 2008 – 2013 гг. по элементам замкнутых СЖО. С российской стороны в числе авторов были С. И. Барцев, Ю. А. Беркович, Ю. Л. Гуревич, А. Г. Дегерменджи, А. Н. Ерохин, В. С. Ковалёв, В. А. Козлов, Н. С. Мануковский, Е. В. Нестеренко, В. И. Полонский, С. В. Хижняк.

          «Юэгун-1» состоит из одной комплексной кабины и двух кабин для растений, общая площадь – 160 кв. метров, общий объём – 500 куб. метров. Комплексная кабина включает в себя комнаты для сна, общения и работы, умывания, обработки отходов и насекомых. В каждой кабине для растений имеется по две комнаты, предусмотрена изоляция растений в случае необходимости. «Юэгун-1» схож с «микробиосферой» Земли, при помощи этой системы можно осуществить цель по длительному нахождению человека в космическом пространстве».

        Ещё один интересный момент: 15% белковой диеты экипажа составляли черви, растения 30-40% общей диеты, вода и воздух были замкнуты на 99%. Проект китайской установки «Юэгун-1» по своей идеологии является почти полной копией БИОС-3 с поправкой на современные технологии. 

    "Биосфера-2"

     В начале 90-ых, в американской пустыне Аризона был водворён в жизнь масштабный проект, получивший название "Биосфера-2" ("Биосферой-1" является наша планета Земля). Эта искусственно-созданная замкнутая биосфера была первой масштабной попыткой моделирования процессов, происходящих в естественных экосистемах Земли. По мнению авторов проекта, полученные в ходе эксперимента результаты могли бы очень пригодиться во время длительных космических перелётов. 

        Большим энтузиастом создание модели замкнутой биосферы был техасский миллиордер Эд Басс. Он же выступил основным спонсором. Разработка конструкций и систем заняла около 10 лет, в течение этого времени специальные группы ученых собирали по всей Земле разнообразные виды животных и растений для заселения Биосферы - 2, подбирали образцы почвы, тщательно следя за тем, чтобы все там было биологически сбалансировано.


      Биосфера - 2 достаточно велика, чтобы поддерживать всю экосистему в равновесии и в то же время достаточно мала, чтобы все процессы, происходящие в ней было легко исследовать. А что самое интересное, Биосфера 2 была разработана специально для того, чтобы в ней могли жить люди, причем абсолютно изолированно от остального мира: ни пища, ни воздух, ни вода, ни какое-либо другое вещество не проникает внутрь и ничто не уходит наружу, кроме солнечного света, электричества и информации по проводам. Даже "дно" изолировано от земли на которой она стоит специальными герметично сваренными железными листами, а для поддержания постоянного давления воздуха внутри Биосферы 2, колебания которого происходят из-за изменения температуры (днем и ночью) предусмотрены гигантские мембраны-легкие.

      Утечка воздуха из всей конструкции составляла не более 10% за год. Сложные технические устройства создают: течения в "океане", тропические дожди, морской прибой и имитируют другие природные явления, а множество специальных датчиков постоянно определяет температуру, содержание тех или иных элементов в почве, воде и воздухе внутри Биосферы 2, записывая эти параметры для дальнейших исследований.

   

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПРОЕКТА БИОСФЕРА 2: 

  1. 1.27 гектара площади.
  2. Объем воздуха в Биосфере 2 203 760 кубических метров.
  3. Около 4 000 видов растений, мелких млекопитающих, птиц, рептилий, насекомых и почвенных микроорганизмов.
  4. Среди млекопитающих были животные для скотоводства: козы, курицы, и даже поросята. Причем это были особые животные, приспособленные к суровым условиям. Например, курицы были дикой породы из Индии — они были приспособлены к жизни в тропиках (высокая температура и влажность) и могли питаться отходами. 
  5. Эти организмы вошли в сосав целого ряда имитаций естественной среды:
    • тропического леса,
    • саванны,
    • жестколистного средиземноморского кустарника,
    • пустыни,
    • пресноводного и соленого болот,
    • мини-океана с живым коралловым рифом
  6. Также к ним присоединились восемь человек , ведущих сельское хозяйство и живущих в комфортабельных апартаментах.

  

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРОЕКТА БИОСФЕРА 2:
  1. Вода циркулирует и очищается благодаря работе жалюзи, регулирующих солнечное освещение, которое приводит в действие конвекционные потоки теплого воздуха, вызывающие испарение с поверхности "океана".
  2. Конденсируясь влага выпадает в виде сильных дождей над "тропическим лесом".
  3. Отсюда она просачивается в "болота" и снова попадает в "океан" через почвенные фильтры.
  4. В процессе фотосинтеза поглощается выделяемый при дыхании углекислый газ и поддерживается необходимое содержание в воздухе кислорода.

       Поначалу все было именно так, как они мечтали. Колонисты с энтузиазмом работали на полях фермы, проверяли работу всех систем, следили за бурной жизнью джунглей, ловили рыбу, сидели на своем маленьком пляже, а по вечерам ели великолепно приготовленный ужин из самых свежих продуктов на балкончике с видом на созревающий урожай. За зелеными грядками и стеклянной стеной фермы начиналась пустыня и горная гряда, за которой садилось солнце. Этот балкон колонисты прозвали «Визионерским кафе» — отсюда будущее казалось особенно радужным. После ужина устраивали философские дискуссии или импровизированные джем-сейшены. Многие взяли с собой музыкальные инструменты, и, хоть профессиональных музыкантов среди них не было, то, что получалось, на волне всеобщего энтузиазма казалось авангардной музыкой будущего.

          Примерно через неделю главный техник «Биосферы» Ван Тилло пришел на завтрак очень взволнованным. Он объявил, что у него есть странные и неприятные новости. Ежедневные измерения состояния воздуха показали, что проектировщики купола ошиблись в расчетах. В атмосфере постепенно сокращается количество кислорода и увеличивается процент углекислого газа. Пока это совершенно незаметно, однако, если тенденция продолжится, примерно через год существование на станции станет невозможным. С этого дня райская жизнь бионавтов закончилась, началась напряженная борьба за воздух, которым они дышали.

           Во-первых, было решено как можно интенсивнее наращивать зеленую биомассу. Все свободное время колонисты посвящали посадкам и уходу за растениями. Во-вторых, они запустили на полную мощность резервный поглотитель углекислого газа, с которого постоянно нужно было соскребать осадок. В-третьих, неожиданным помощником стал океан, где оседало некоторое количество CO, превращаясь в угольную кислоту. Правда, кислотность океана от этого постоянно росла, и приходилось использовать добавки, понижающие ее*. Ничто не помогало. Воздух под куполом становился все более разреженным.

        Вскоре перед бионавтами возникла еще одна глобальная проблема. Выяснилось, что ферма в 20 соток при всех современных технологиях обработки земли способна обеспечить лишь 80% потребностей колонистов в пище. Их ежедневный рацион (одинаковый для женщин и мужчин) составлял 1700 калорий, что нормально для сидячей офисной жизни, но катастрофически мало при том количестве физической работы, которую должен был выполнять каждый житель «Биосферы». Поначалу ужин сервировали в виде шведского стола, однако вскоре из-за этого начали возникать серьезные конфликты, и еду стали накладывать каждому в тарелку, отмеряя буквально до грамма. Люди вставали из-за стола голодными и постоянно мечтали о лакомствах большого мира. Вечерние философские дискуссии заменили фантазии о том, что они съедят, когда выйдут на свободу. Кладовую, где хранилось главное лакомство бионавтов — бананы, после отвратительного эпизода с анонимным разграблением пришлось запирать на ключ. Перед тем как отдавать очистки свиньям, люди тщательно выбирали все, что можно было съесть самим. Банановые шкурки и ореховая шелуха шли за деликатес.

      Однажды вечером Джейн Пойнтер, ответственная за ферму, призналась, что ей было известно о будущем продовольственном кризисе. Люди потеряли от 10 до 18 процентов массы тела и выглядели удивительно молодо. Они улыбались из-за стекла журналистам и любопытным туристам, делая вид, что ничего не происходит. Однако бионавты чувствовали себя все хуже и хуже.Лето 1992 года стало для колонистов особенно сложным. Посевы риса были уничтожены вредителями, так что их рацион на протяжении нескольких месяцев почти полностью состоял из фасоли, батата и моркови. Из-за избытка бета-каротина их кожа стала оранжевой.

     К этой беде добавился особенно сильный эль-ниньо, из-за которого небо над «Биосферой-2» почти всю зиму было затянуто облаками. Это ослабило фотосинтез джунглей (значит, и выработку драгоценного кислорода), а также снизило и без того скудные урожаи.

      Мир вокруг них терял свою красоту и гармоничность. В «пустыне» из-за конденсации на потолке регулярно выпадали дожди, так что многие растения сгнили. Огромные пятиметровые деревья в джунглях неожиданно стали хрупкими, некоторые упали, сломав все вокруг. (Впоследствии, исследуя этот феномен, ученые пришли к выводу, что его причина крылась в отсутствии ветра под куполом, который укрепляет стволы деревьев в природе.) Стоки в рыбных прудах забились, и рыбы становилось все меньше. Все труднее было бороться с кислотностью океана, из-за которой гибли кораллы. Животный мир джунглей и саванны тоже неумолимо сокращался. Прекрасно себя чувствовали только тараканы и муравьи, которые заполнили все биологические ниши. Биосфера постепенно умирала.

      Хозяева рая чувствовали себя ничуть не лучше. Количество кислорода в атмосфере постоянно снижалось и достигло 16% (при норме в 20%). Это сравнимо с разреженным воздухом гор, и обыкновенно человеческий организм быстро приспосабливается к этому состоянию. Однако из-за общего истощения колонистов горная болезнь не отпускала их. Бионавты начали быстро уставать, постоянно кружилась голова, они не могли уже выполнять работу в прежнем объеме. Но самым радикальным образом кислородное голодание сказалось на их моральном состоянии. Все чувствовали себя угнетенными, грустными, раздраженными. Каждый день под куполом происходили скандалы.

      Главной причиной конфликта было то, что Аллен не разрешал бионавтам обнародовать их проблемы. Он продолжал делать вид, что эксперимент идет по плану. Половина колонистов (оба капитана, пиар-директор и начальница по научным исследованиям, то есть руководство) были абсолютно согласны с этой позицией. Они считали, что нужно пробыть под куполом запланированные два года любой ценой. Еще четверо бионавтов утверждали, что надо срочно запросить помощь международных ученых, чтобы понять, почему исчезает кислород. Также неплохо было бы заказать немного воздуха и еды извне.

       Тем временем обычные зрители, которые каждый день приезжали целыми автобусами, чтобы посмотреть, что творится в гигантском человеческом аквариуме, и не подозревали, какие страсти там кипят. Они выстраивались вдоль стены, потягивая колу, жуя хот-доги, и люди в футуристических костюмах за стеклом казались им удивительно одухотворенными, настоящими героями фантастических книг и визионерами. Хотя, по большому счету, «визионеры» просто были очень уставшими и голодными.

       Осенью 1992 года содержание кислорода под куполом опустилось до 14%. Доктор Валфорд объявил, что снимает с себя свои обязанности, поскольку более не в состоянии сложить в уме даже двухзначные числа. По ночам бионавты постоянно просыпались, так как активный фотосинтез растений прекращался, уровень кислорода резко падал и они начинали задыхаться. К этому моменту все позвоночные животные биосферы погибли.

       Спустя год после начала эксперимента Аллен и Басс приняли решение разгерметизировать капсулу и добавить в атмосферу «Биосферы» кислород. Также они разрешили бионавтам использовать неприкосновенные запасы зерна и овощей из семенного хранилища. Это значительно улучшило общее состояние колонистов. Однако две враждующие группы так и остались в состоянии перманентной войны, стараясь даже не разговаривать друг с другом.

         26 сентября 1993 года, когда шлюз был торжественно разгерметизирован и люди вышли наружу, по их лицам можно было понять, что эксперимент провалился — изгнание из рая произошло в полной мере и навсегда. Биосфера оказалась непригодной для жизни.

      Тем временем журналисты, прознавшие о добавке кислорода в атмосферу, раздули из этого огромный скандал и окрестили «Биосферу» грандиозным провалом столетия.

       Так в чем же состояла эта таинственная проблема с кислородом? Когда ученые внимательно осмотрели плачевное состояние разоренных куполов, они пришли к выводу, что роковую роль сыграли цементные перекрытия. Кислород вступал в реакцию с цементом и оседал в виде окислов на стенах. Еще одним активным потребителем кислорода оказались бактерии в почве. Для «Биосферы» выбрали самый плодородный чернозем, чтобы естественных микроэлементов в нем хватило на долгие годы, однако в такой земле было очень много микроорганизмов, которые точно так же дышат кислородом, как и позвоночные животные. Научные журналы признали эти открытия главными и единственными достижениями «Биосферы».

       Исправив ошибки, Аллен запланировал и запустил вторую миссию в 1994 году. Однако она не продлилась и полугода. Басс в конце концов тоже разочаровался в своем гуру и неожиданно прекратил финансирование, из-за чего эксперимент был свернут в самом начале.

       Многие годы после этого «Биосфера» переходила от одного института к другому, постепенно разрушаясь, пока совсем недавно ее не подлатали и не устроили внутри туристический аттракцион. Посетить оставленный рай можно всего за каких-то 25 долларов.

НЕУЧТЁННЫЕ ФАКТОРЫ ПРИ СОЗДАНИИ ПРОЕКТА БИОСФЕРА 2: 
  1. Конденсация влаги и её выпадение в виде дождя из-за герметичности Биосферы и перепадов температур оболочки. Следствие — нарушение экологического равновесия. 
  2. Недостаток площади для выращивания пищи из-за неправильных расчётов. Использовалась одноуровневая компоновка грядок, тогда как более эффективно использовать гидропонную многоэтажную компоновку. 
  3. Неспособность растений выработать достаточно кислорода из-за неконтролируемого роста микроорганизмов (которые воровали кислород у людей), а также из-за химической реакции между кислородом и бетоном конструкций (что также не способствовало обогащению воздуха кислородом). 
  4. Отсутствие ветра пагубно сказывалось на некоторых видах древесной растительности. В отсутствие давления ветра на ствол и ветви деревьев, механические ткани древесины оказались недостаточно развитыми. В результате стволы и ветви деревьев становились хрупкими и ломались под тяжестью собственного веса. Что, естественно, приводило к серьёзным разрушениям внутри комплекса.
  5. Неспособность людей заменить пищевой рацион с привычной еды на быстроразмножающихся вредителей (муравьёв и тараканов). Брезгливость в бункере во время конца света — точно не помощник.      

   

      "Биос-3"

        Из всех искусственных биологических систем жизнеобеспечения, созданных в мире до настоящего времени, только БИОС-3 позволила в автономном режиме обеспечить жизнь экипажа (2-3 человека) в течение 6 месяцев за счет замыкания цикла по воде и газу приблизились почти на 100%, пище - более 50%.

      Возведение БИОС-3 было завершено в далёком 1972 году. Площадь герметичного помещения составила 315 м². Оно состояло из 4 отсеков.
1 отсек - бытовой. В нём прошивал экипаж из трёх человек.
2 отсек - водорослевый. В нём находились культиваторы хлореллы, основная функция которых была переработка CO₂ в O₂.
3 отсек - фитотрон с сортом карликовой пшеницы, имеющим укороченные стебли (для уменьшения количества отходов).        Пшеница выращивалась конвейерным способом (единовременно в фитотроне присутствовало 14 возрастов пшеницы). Из пшеницы выпекался хлеб, который и подавался на стол “подопытным”. На долю каждого “колониста” приходилось около 200 грамм зерна.
4 отсек - фитотрон с овощами (конвейер 6 возрастов). В этом фитотроне выращивались морковь, редис, свёкла, картофель, капуста, огурцы, щавель, салат, укроп, лук и чуфа (для получения растительного масла). В результате на каждого “подопытного колониста” приходилось около 400 грамм свежих овощей.

Родоначальниками БИОС стали Сергей Павлович Королёв и Леонид Васильевич Киренский, создатель и директор Института физики Сибирского отделения АН СССР.

                 Установка БИОС-3 представляла собой полноценный экспериментальный комплекс стоимостью около 1 млн рублей.        Комплекс БИОС-3 построили в подвале корпуса отделения биофизики. Герметичное помещение со стенами из нержавеющей стали имело размеры 14 x 9 x 2.5 м и объем около 315 м3. Оно было разделено на четыре равных по площади отсека: один жилой и три регенеративных, причем в двух монтировались фитотроны с высшими растениями, а в третьем – культиваторы с микроводорослями. В жилом отсеке располагались три каюты членов экипажа, кухня-столовая, санузел, отсек управления и рабочая зона – мастерская-лаборатория с оборудованием для переработки урожая, утилизации несъедобной биомассы и ремонтных работ, а также системами доочистки воды и воздуха. Отсеки соединялись герметизируемыми дверями, доступ во внешнюю среду был возможен через воздушный шлюз. Управление системами установки осуществлялось автономно – экипажем.             Самый длительный и известный эксперимент занял 180 суток  и состоял из трех этапов. Два первых месяца регенерацию атмосферы обеспечивали только высшие растения (пшеница и девять видов овощных культур), причем сточные воды шли на полив пшеницы.                    Посев и уход за растениями, сбор урожая и выпечка хлеба занимали большую часть времени экипажа. Зато оранжерея БИОС-3 давала в среднем в сутки 600 г зерна и примерно 1100 г свежих овощей**. Часть зерна отбиралась на семена для посева и на анализы, а из оставшегося выпекали хлеб.            Николай Бугреев участвовал и в двух последующих экспедициях и в общей сложности прожил в гермообъеме БИОСа 13 месяцев. Зимой 1976 – 1977 гг. был осуществлен четырехмесячный эксперимент, в котором в течение первых 27 суток участвовали три бионавта, а затем двое (Н. И. Бугреев и Г. З. Асиньяров). На этот раз для жизнеобеспечения экипажа водоросли в ход не шли, а только пшеница, чуфа и овощные культуры. Бионавты использовали каталитическую печь для сжигания несъедобных частей растений, а также термокаталитический фильтр, который удалял из воздуха летучие органические примеси. Применение последнего позволило сохранить продуктивность высших растений в условиях замкнутой экосистемы. Воспроизводимая часть рациона экипажа была доведена до 52% по калорийности.              Нерешенными оставались проблемы естественной утилизации биомассы растений и возвращения во внутрисистемный массообмен выводимой из организма человека соли.   

     В период перестройки «БИОС-3» был законсервирован, и эксперименты в нем на время были прекращены.


Как бы там ни было, совершенно ясно, что освоение дальнего космоса начнется только после создания безупречно действующей замкнутой системы жизнеобеспечения.

       Пока полностью замкнутую СЖО создать на данный момент невозможно. Около 10% веществ еще будут выпадать из круговорота и должны восполняться из запасов, что и подтвердило функционирование комплексов "БИОС-3" (успешное) и "Биосфера-2" (неуспешное). Но самым серьёзным недостатком замкнутых биологических СЖО является их очень низкий энергетический КПД, и, как следствие, очень значительные размеры и масса, особенно в сравнении с действующими на МКС системами регенерации воды и кислорода. Этот недостаток неустраним принципиально. Поэтому наиболее реалистичные проекты замкнутых СЖО включают в себя как биологические, так и “небиологические” элементы (биотехнические СЖО).

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Сабуро-Микими

Настольный вариант замкнутой биосистемы: http://www.bio-sphere.com/aquamir/rus/iproba10.html

Аватар пользователя AriesGoth
AriesGoth(3 года 5 месяцев)(14:54:59 / 03-04-2015)

Обрезались две сноски.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(14:57:02 / 03-04-2015)

Эти цифры лишние. Не могу убрать.

Аватар пользователя Вован. Просто Вован

Спасибо, очень интересный материал, понравилось читать. ЕМНИП, по теме Биосферы-2 американцы даже какое-то полухудожественное кино делали.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(14:58:55 / 03-04-2015)

Красиво у них получилось сначала. Жаль, что не взлетело.

Аватар пользователя Владимир Литвиненко

спасибо за статью

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:08:46 / 03-04-2015)

Не за что.

Аватар пользователя ПиротехникЪ
ПиротехникЪ(4 года 6 месяцев)(15:09:16 / 03-04-2015)

Спасибо за статью. Так мечты воплощаются в жизнь. Когда учёные создадут рабочий проект, длительные межзвёздные перелёты станут возможными. Ну и выживание вида Гомосапиенс после глобального катаклизма (ядерной войнушки, например) тоже...

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:16:02 / 03-04-2015)

У меня тоже мысли развиваются в этом ключе.

Аватар пользователя Velantir
Velantir(4 года 6 месяцев)(03:27:53 / 04-04-2015)
Даже в таком случае это дело не ранее чем через сотню лет сдвинется - для выживания вида в космос нужно запустить тысячи людей (желательно - десятки тысяч) и снабдить их необходимым объёмом ЗСЖО, что по ресурсам выйдет весьма жирно, покуда нет замены химическому РД для подъёма на орбиту. Поубиваться можем раньше... :(
Аватар пользователя ПиротехникЪ

Так да не так! Технологии космических полётов и технологию "биосферного аквариума" надо развивать параллльно, а не последовательно. Когда по первой произойдёт прорыв, вторая будет нужна в уже "отшлифованном" виде.

Аватар пользователя Ali
Ali(5 лет 7 месяцев)(15:18:52 / 03-04-2015)

Чем меньше аквариум, тем труднее в нем достичь биологического равновесия... аналог тут же..

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(15:49:29 / 03-04-2015)

Советский вариант не плох, т.к. хлорелла победила кислородное голодание, если-бы еще её могли использовать - было-бы совсем хорошо, но... её надо долго обрабатывать для того, чтобы она была не только пригодна в пищу, но и хорошо усваивалась. С солевым минеральным обменом помогли-бы некоторые простейшие и автотрофы(миксотрофы - угарный газ, метан, сероводород, аммиак вряд-ли будут приятны в атмосфере, а вот в виде произведённых из них аминокислот - пойдут на ура, то-же и с минерализацией почвы, в которую вносятся отходы из уборной - нужен возврат минераллов в виде активных соединений), но они низкопроизводительны, тут думать надо.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:42:48 / 03-04-2015)

С хлореллой работали на Биос-1,2, пытались употреблять в пищу. Нихера не получилось. Нэ лизе! А как регенератор Q2, самое то.

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(15:52:18 / 03-04-2015)

Ну-да, там клетчатка жуть, хотя её можно в ферментаторах разложить до крахмала, а-то и сахара, но это энергозатратно.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(16:06:37 / 03-04-2015)

Теоретик детекдет. Эксперементы пока показывают, что теоретически выверенные биосферки разбалансируются очень быстро.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(16:09:48 / 03-04-2015)

Вы из младенца хотите сразу получить взрослого, что ли?

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(20:36:32 / 04-04-2015)

Не гоните пургу, достаточно, чтобы биосферка продержалась нужное нам время - время полёта, а остальное не так страшно - кое-где помогут процессы, невозможные в самой природе и вызванные искусственно.

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(20:37:18 / 04-04-2015)

Критикуя - предлагай! Не можешь предложить - молчи!

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(23:03:08 / 04-04-2015)

Вообще-то я предложил. См. остальные мои комменты в этом посте.

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(15:00:03 / 05-04-2015)

Нам-же не нужна система, которая будет держаться 1000 лет? Достаточно времени туда-обратно.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(15:40:45 / 03-04-2015)

Вот про что надо рассказывать людям, которые считают, что человек будет жить в космосе. А еще проблемы искусственной гравитации, магнитного поля, радиации...

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:44:49 / 03-04-2015)

Проблем до хрена! Вы правы.

 Рекомендуете забить и предаться гедонизму?

Аватар пользователя AriesGoth
AriesGoth(3 года 5 месяцев)(15:47:24 / 03-04-2015)

Я, например, думаю, что надо осваивать мировой океан

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:58:26 / 03-04-2015)

Океан согласен.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(15:50:35 / 03-04-2015)

С гедонизмом все равно не получится. Я бы рекомендовал дождаться либо возможности модификации своего тела и биологии под условия космоса, либо ИИ и возможности загрузки сознания. Успехи АМС показывают магистральность этого пути.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:56:43 / 03-04-2015)

Этот путь не менее сложный чем технопрогресс. Но в общем возможно вы правы. По-моему нужно решать проблемму с обеих концов. И технически и генетически.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(16:00:25 / 03-04-2015)

Как минимум эти два (даже 3 - ИИ/киборганизация - наномашины/генетика) направления развиваются и прогрессируют, а вот альтернатива (вывести на орбиту цилиндр О'Нейла массой 10 млн тонн с замкнутой биосферой) не сдвинулась ни на йоту с 60х.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(16:05:52 / 03-04-2015)

Бионические протезы очень перспективно.

Наномашины, меня гложат сомнения - сложно.

Генетика ограничена тем, что белок это очень хрупкая структура. 

Да, неплохо ИИ, дистанционно управляетые роботы и космические 3D-принтеры.

Аватар пользователя kot-obormot
kot-obormot(4 года 4 месяца)(17:01:34 / 03-04-2015)

А я вижу будущее в киборгизации.

Существенное продление жизни для всех - влажные мечты. Проблема перенаселения ( и как следствие, перегрузки биосферы) в таком случае встанет особо остро. А это означает, что существенного продления жизни либо не будет совсем (что вряд-ли), либо если будет, то для очень избранных (что более вероятно).  

Для всей-же остальной биомассы вполне хорошая альтернатива  - киборгизация. Либо полная ( с перезаписью сознания на электронный носитель) либо частичная (пересадка головного мозга в "железяку").

В таком случае и боиосфера не перегружается (нужен лишь решить вопрос достаточно дешёвой энергии, что в принципе решаемо), и открываются новые широкие горизонты в освоении космоса.

Занафига отправлять осваивать космос человека "из мяса", если можно отправить "железяку" с человеческим сознанием???

Я даже представляю, как это может работать в реале:

Если ты очень богатый человек (олигарх)- ты можешь купить себе долгую жизнь.

Если принадлежишь к просто обеспеченным людям, или чиновникам высокого ранга  - ты можешь позволить себе пересадку мозга в кибернетическое тело.

Если ты из верхне-среднего класса, то можешь оплатить перезапись сознания на электронный носитель, и получить человекоподобное тело.

Если ты  востребованный специалист, то ты можешь заключить контракт, и приняв участие в колонизации космоса, так-же как и в предыдущем случае перезаписать своё сознание на электронный носитель, и получить тело, но оптимизированное под пребывание в космосе, со значительной скидкой, в зависимости от продолжительности контракта, твоей ценности как специалиста, и прочих ньюансов.

Ну а прочие нищеброды как всегда идут лесом.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(17:08:13 / 03-04-2015)

Не вижи с чем тут спорить. Все вы правильно сказали.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(16:00:36 / 03-04-2015)

Хотя гены - это все равно белки. А белки довольно хрупкие соединения.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(16:18:47 / 03-04-2015)

Это тема исследовалась Семеновым/gans2 и условно называется "нанорепликаторы VS макрорепликаторы в условиях космоса". Даже небелковые наномашины очень чувствительны к космической радиации (хотя и менее, чем белковые). Альтернативная ветка - макрорепликаторы - автоматические заводы, которые могут построить себя и большинство механизмов нашей цивилизации. Такие системы исследовались в 80х, и был получен довольно удивительный резульатат - такой макрорепликатор может весить всего порядка 10000 тонн, из которых 100 тонн - "витамины", т.е. редкие элементы для легирования и особо сложные детали (чипы). Основная проблема в том, что написать код, который будет управлять не только производством, но и добычей ресурсов на незнакомом месте, стратегией развития пока нереально сложно. Семенов считает, что с появлением ИИ такие макрорепликаторы и будут определять лицо экспансии человека в Космос.

Аватар пользователя Velantir
Velantir(4 года 6 месяцев)(03:33:28 / 04-04-2015)
Дух захватывает от таких идей :) Запустили ракету в сторону планеты, потом сами прилетели лет через 50 - а там тебе города под заселение, автобаны, космодромы, поля и заводы, ну прям по Саймаку!
Аватар пользователя jamaze
jamaze(5 лет 10 месяцев)(16:30:55 / 03-04-2015)

Статья знакомая, у меня остался вопрос по прочтении - в каком смысле низок КПД замкнутой биосистемы? По объему/массе на кг/с воды/воздуха? Но это не так чтобы КПД, ибо где энергия?

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(16:35:29 / 03-04-2015)

Биосистема зиждется на растениях. КПД переработки света растениями 2-4%, значит и КПД биосистемы примерно такой же, если не меньше.

Аватар пользователя vostok68
vostok68(4 года 11 месяцев)(01:04:37 / 04-04-2015)

Однозначно будет использоваться атомная энергия, поэтому основная проблема будет в теплоизлучении (КПД 2-4%, 96-98% надо куда-то деть), ну и радиация! Мы только в самом начале пути! Да осилит дорогу идущий!

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(21:57:36 / 03-04-2015)

Вы правы.

Аватар пользователя PIPL
PIPL(3 года 11 месяцев)(22:47:39 / 03-04-2015)

В процессе чтения возник вопрос почему БИОС-2 появился в 90х, а БИОС-3 в 1972 году.

Ответ отыскался в инете. Каждая страна называла по своему;

американцы:

// проект, получивший название "Биосфера-2" ("Биосферой-1" является наша планета Земля) //,

наши: 

В 1964 году в системе БИОС-1 была осуществлена замкнутая по газообмену двухзвенная система жизнеобеспечения «человек-хлорелла». Водоросли поглощали углекислый газ и вырабатываликислород, однако использовать хлореллу в пищу не удалось.

В 1965 году в БИОС-2 кроме водорослей использовались и высшие растения — пшеницаовощи.

В 1968 году были проведены первые эксперименты в трехзвенной системе «человек — микроводоросли — высшие растения». Был достигнут 85 % уровень повторного использования воды. На основе этих экспериментов был создан БИОС-3 — замкнутая экологическая система жизнеобеспечения человека с автономным управлением.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%C8%CE%D1-3

Вывод: у наших планомерный подход к делу, у них очередной пиар.

Аватар пользователя Velantir
Velantir(4 года 6 месяцев)(03:37:14 / 04-04-2015)
Ну дык - у нас академики разрабатывали пограмму под гос.финансирование, а у них - миллиардер дал бабок "ученому", который умел красиво рассказывать. В итоге вместо логичного подхода "от меньшего к большему" они сразу зафигачили здоровенный комплекс, освоили бабло, значит, а продумать всё не смогли - ведь предыдущего опыта нет. Отсюда все их косяки с бетоном, микроорганизмами и кислотностью.
Аватар пользователя Volchonok
Volchonok(2 года 7 месяцев)(16:42:51 / 04-04-2015)

Не совсем так. Насколько я понял(к сожалению в свое время не нашел нормальную первичку) в задачи Биосферы-2 не входило создание системы жизнеобеспечения на основе замкнутой экосисемы. Что в них входило я так и не понял, но скорее всего задача была - "повторить биосферу" (задача вполне лажовая, масштабы не те).

Следует обратить внимание, что Биосфера - 2 стала возможной только после того, как в ходе эксперимента БИОС-3 была показана принципиальная возможность создания устойчивой СЖО/ЗЭС. Собственно поэтому БИОС-3 у них не воспроизводили, не зачем повторять этот эксперимент. Дальнейшая работа состоит в поиске недастающих звеньев идеальной СЖО/ЗЭС. Например, не решена проблема утилизации человеческих отходов (мочу в водорослевых танках перерабатывали, а с калом пока работают), не решена проблема со жратвой(водорослями, растениями и даже насекомыми наестся нельзя, не все вещества есть, нужно мясо) а так же проблема сосуществования растений (они любят друг друга подавлять фиотнцидами и пр., а в замкнутом объеме  эффект усиливается). 

Эти работы проводят в эксперименталных ЗЭС, которых в мире довльно много. 

Аватар пользователя Композитор

для справки:

Незаменимые аминокислоты — необходимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в том или ином организме, в частности, в организме человека. Поэтому их поступление в организм с пищей необходимо.

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треони́н, триптофан и фенилалани́н;

Для детей незаменимыми также являются аргинин и гистидин.

Продукты с повышенным содержанием отдельных незаменимых аминокислот

Валин: зерновые, бобовые, мясо, грибы, молочные продукты, арахис.

Изолейцин: миндаль, кешью, куриное мясо, турецкий горох (нут), яйца, рыба, чечевица, печень, мясо, рожь, большинство семян, соя.

Лейцин: мясо, рыба, чечевица, орехи, большинство семян, курица, яйца, овёс, бурый (неочищенный) рис.

Лизин: рыба, мясо, молочные продукты, пшеница, орехи, амарант.

Метионин: молоко, мясо, рыба, яйца, бобы, фасоль, чечевица и соя.

Треонин: молочные продукты, яйца, орехи, бобы.

Триптофан: бобовые, овёс, сушёные финики[источник не указан 179 дней], арахис, кунжут, кедровые орехи, молоко, йогурт, творог, рыба, курица, индейка, мясо.

Фенилаланин: бобовые, орехи, говядина, куриное мясо, рыба, яйца, творог, молоко. Также образуется в организме при распаде синтетического сахарозаменителя — аспартама, активно используемого в пищевой промышленности.

Аргинин (условно-незаменимая аминокислота): семена тыквы, свинина, говядина, арахис, кунжут, йогурт, швейцарский сыр.

Гистидин: тунец, лосось, свиная вырезка, говяжье филе, куриные грудки, соевые бобы, арахис, чечевица.

Несмотря на то, что самостоятельно организм не способен синтезировать незаменимые аминокислоты, их недостаток в некоторых случаях все же может быть частично компенсирован. Так например недостаток поступающего вместе с пищей незаменимого фенилаланина может быть частично замещен заменимым тирозином. Гомоцистеин вместе с необходимым количеством доноров метильных групп, снижает потребности в метионине, а глутаминовая кислота частично замещает аргинин. Также необходимо помнить, что для разных видов организмов список незаменимых аминокислот в некоторых случаях различен.

Аватар пользователя hardknap
hardknap(5 лет 1 месяц)(07:47:12 / 04-04-2015)

А не для подземных бункеров на случай ядерной войны эта технология разрабатывается?

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(09:07:30 / 04-04-2015)

Конечно, я и написал: "в Арктике, на дне океанов, ПОД ЗЕМЛЕЙ."

Аватар пользователя Volchonok
Volchonok(2 года 7 месяцев)(16:03:12 / 04-04-2015)

Здраствуйте. Спасибо за статью. Я год назад делал лекцию для школьников по этим ЗЭС/СЖО(замкнутым экосистемам/системам жизнеобеспечения), и мне надо ее обновить. Может поделитесь материалами по Биосфере-2 и китайскому проекту? 

По БИОС-3 материал у меня, считай первичный, а по этим ничего основательного найти не могу.

 

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(18:08:10 / 04-04-2015)

Приятно, что тема вам тоже интересна. Ссылки: http://world.lib.ru/h/hellwig_t/biosfera-2mifyirealxnostx.shtml и http://haritonoff.livejournal.com/284079.html.

Аватар пользователя Volchonok
Volchonok(2 года 7 месяцев)(19:20:50 / 04-04-2015)

Спасибо. Заметку Харитонова я уже видел, а за статью Хелвиг еще нет. Меня по правде, больше интересует китайский проект, а то я постоянно выходил на газетные статьи в которых говоилось что они и червями с овощами питались (в Биосе использовали лиофильно высушенные продукты, здесь полагаю тоже), свои кхм.. вторичные продукты использовали в качестве удобрений (на самом деле та еще задача, в замкнутом объеме ЗЭС перегноить их возможности нет(ядовитые газы скапливаются), а если они перерабатывали то мне интересно как). 

   Кстати, если интересно, как наши(да и китайцы), обошли проблему консервации кислорода(и других веществ), то советую посмотеть на фотографии. Стены, пол, мебель - все сплошная нержавейка(практически не поглощает ничего из среды и не выделяет в нее), у наших еще буковый шкаф стоял ( все еще там), бук в отличие от многих других материалов биологически нейтрален. 

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...