苏联火星人
克拉斯诺亚尔斯克如何创造了世界上第一个在太空中自主生存的装置
在电影“火星人”中,英雄不得不等待下一次探险,以少量的水,食物和空气到达红色星球。 美国电影试图弄清楚如何做到这一点,苏联科学家在创作一本关于安迪·韦尔在火星上生存的书之前决定了类似的任务。
半个世纪前,在俄罗斯科学院西伯利亚分校克拉斯诺亚尔斯克物理研究所创建了一个装置,这将有助于宇航员在任何星球上生存,没有任何特殊问题和外界的帮助。 BIOS-3闭环供应系统是世界上无与伦比的革命性产品,它几乎完全为人们提供了水,氧气和食物。 它足以带走一个非常小的库存,然后一切都由系统自己生产和清理。
“俄罗斯星球”发现了西伯利亚科学家如何成功地超越他们的时间和同事。
用藻类呼吸
俄罗斯科学院西伯利亚分部生物学博士生物科学博士Egor Zadereev告诉RP记者,“关于创建封闭式自主生命支持系统的第一次实验始于1960末期的克拉斯诺亚尔斯克”。 - 科学家们发现,为了让两个人一年生活,他们需要大约300千克的氧气,2,5吨的水和400千克的食物。 与此同时,在同一时期,他们将排放350千克二氧化碳和一吨需要回收的废物。 它仍然需要了解如何在与外界隔绝的环境中为他们提供所有这些。
专家们进行了实验并证实了这样一个假设,即生物体的发育潜力高于可实现的可能性。 当单细胞藻类小球藻处于理想状态时,它开始生长得更快,产生的氧气比在自然环境中更多,并且更积极地处理二氧化碳。
一个小坦克中的藻类足以让人整天正常呼吸,将他的脸放在一个不允许空气流到外面的特殊洞里。 因此,在1964中,他们创建了一个具有闭合再生循环氧气“BIOS-1”的系统,该系统帮助人们在例如太空中呼吸无气空间。 然后科学家们能够将从12小时到30天的封闭房间所花费的时间增加。 之后,水交换也被关闭,这使得有可能进行45日常体验。
然而,藻类仅用于为人类提供氧气和除去二氧化碳。 如果封闭空间没有其他植物,那么我们也必须以藻类为食。 对人体来说可能已经足够了,但是在这种饮食中保持心理健康会有问题。
在1966中,科学家们开展了蔬菜和谷物的实验,因此,建立了“BIOS-2”装置。 事实证明,如果相同的小麦创造理想的生长条件 - 没有温度波动,天气变化,杂草,那么它将每年产量六次,比自然条件多几倍。 在此过程中,研究人员确定应播种多少小麦以养活一个人。
Bionauta在沙坑里
“当俄罗斯宇航员的创始人谢尔盖·科罗廖夫开始意识到在SB RAS的物理研究所进行的实验时,他对他们产生了兴趣并会见了克拉斯诺亚尔斯克研究所的创始人兼主任,院士Leonid Kirensky,”Yegor Zadereev继续说道。 - 根据女王的个人订单,他需要为月球站提供自主生命支持系统,资金被分配用于继续研究。 他们在短短七年时间内创造了一个人工生态系统“BIOS-3”。
克拉斯诺亚尔斯克生物物理学家在那些时候获得了巨额资金--1万卢布。 有了这些资金,到了1972年,他们建造了一个带有不锈钢墙的特殊掩体,与外界隔离,其总体积是315立方体。 m和区域 - 14х9х2,5m。
沙坑设计为留在三人中,分为四个部分。 其中一个是带床的住宅小屋,一个厨房 - 餐厅,一个浴室和一个工作区 - 一个车间 - 实验室,配备处理收获的设备,处理不可食用的生物质,以及净化水和空气的系统。 其他三个部分用于植物。 藻类在封闭的空间和人造光下生长,以及大豆,莴苣,黄瓜,萝卜,胡萝卜,甜菜,莳萝,卷心菜,土豆,洋葱的选择品种。 他们再生水和氧气,并为“生物”提供了生存所需的所有营养素,维生素和微量元素。 由克拉斯诺亚尔斯克饲养员海因里希·利索夫斯基(Heinrich Lisovsky)特别繁殖的矮茎小矮小麦也在那里生长:耳朵的不可食用部分很少,而且几乎没有浪费。 她以每公顷的200 - 300中心收获了作物。 中亚楚发草药为人们提供了植物油。
因此,“BIOS”内部的人可以与外界通信,一个密封的沙坑配有电视和电话。 安装了冷却和电源系统。
“在1970开始时,来自员工的三名志愿者首次在沙坑中生活了半年 - 从180十二月到今年24年度的1972年度22,”Yegor Zadereyev说。 - 他们呼吸的所有氧气都为他们种植的植物提供了能量。 他们回收二氧化碳。 最初,处理和净化可用的水供应以重复使用。
BIOS-3安装中有与测试人员的下一次连接会话。 连接测试仪V.V. Terek(在舷窗),照片年度1973。 照片:photo.kirensky.ru
实验的参与者吃了自己种植的蔬菜,收集并碾碎小麦和烤面包。 所以他们每天收到300克面包和400克蔬菜。 动物蛋白“bionavtov”提供罐装和冻干肉的库存。 不断进行的医学观察表明,这样的饮食,以及加工和净化的水和空气不会对志愿者的健康产生不利影响。
实验只持续了六个月。 很明显,没有必要继续下去:在BIOS中创建的闭环生命支持系统运行良好。 用于生产水,氧气和食物的人工创建的输送机不会失败。 当然,在从外部接收到大量电力的情况下,在空间或任何行星上的这个问题可以在核电站或太阳能电池板的帮助下轻松解决。
密封门后面的一年
在“BIOS-3”站,模拟一个外星人定居点,10实现了自主生存。 他们有一到三人的船员参加。 工程师Nikolai Bugreev比“BIOS-3”中的其他“bionavts”寿命更长 - 总共13个月。
在1968中,克拉斯诺亚尔斯克发展在国际宇航联合会第十九届大会上被认为是在太空探索的新阶段 - 在长期探险期间为人类生命提供生命系统的可能原型之一。 这已成为全球对西伯利亚生物物理学家成就的认可。
科学家们不得不解决另一个根本问题 - 如何在狭窄的空间内为人们提供植物性食物,还有蛋白质食物。 “BIOS-3”院士约瑟夫·吉特尔宗(Joseph Gitelzon)的创始人之一提出了一个革命性的想法 - 用于此目的,转基因植物将产生所需的动物蛋白。 植物生物量的自然利用和从人体排出的盐返回到系统内系统质量交换的问题也仍然没有得到解决。
科学家们决定在地球上重复一次成功的太空实验。 克拉斯诺亚尔斯克研究所开始准备第一批用于在零重力下种植植物的容器,但随后又开始了改革。 由于缺乏资金,当时世界上没有类似物的独特研究必须停止,并且BIOS-3得到了保护。
从左到右 - 在BIOS-6中进行的3月实验的参与者:M.P。 Shilenko,V.V。 Tereskikh,N.I。 彼得罗夫,照片1973年。 照片:photo.kirensky.ru
方舟在沙漠中
仅在15年后,在1985中,美国试图进行类似的实验。
凭借在亚利桑那州的百万富翁埃德巴斯的资金,他们建造了一个巨大的基地“Biosphere-2”密封圆顶,占地面积为12千平方米。 m。在这片广袤的土地上,科学家们重现了陆地景观 - 沙漠,热带雨林,稀树草原,甚至还有一个带珊瑚礁的小海洋,种植了植物并带来了数百种动物。 人们认为,所有这些都将自我增长和繁殖,并为实验的自愿参与者提供生活所需的一切。
“然而,很快就会发现严重缺氧,我不得不打开窗户以便空气从外面流入,”俄罗斯科学院相应成员谢尔盖奥林宁说。 - 然后植物开始疼痛和死亡,一些动物死亡。 繁殖了大量的蟑螂和蚂蚁。 食物不够,必须从外面进口。 两年后,该实验停止了,尽管“生物圈-2”的创造者预计人工生态系统可以自主生存至少100年。
在第一次尝试失败后,美国研究人员对他们创造的人造世界进行了更改,并在2007中启动了第二次实验。 然而,由于另一个原因,他被终止了:新的志愿者团队的一名参与者在争吵期间袭击了其他人。 在此之后,投资者对该项目失去了兴趣,现在这个位于沙漠中间的“诺亚方舟”只能由游客参观。
- 去年,在中国进行了另一项关于自主生存的实验。 他收到了“Moon Palace-1”这个名字,继续谢谢Olenin。 - 实际上完全重复克拉斯诺亚尔斯克研究的科学家设法为参与者提供75%的所有必需食物,因为他们生长的蠕虫对蛋白质的需求得到了满足。 所以他们设法在离线模式下生活了三个月。
一个实验的世界
现在,欧洲航天局已经开始对克拉斯诺亚尔斯克的研究表现出兴趣。 由于以赠款的形式收到了资金,SB RAS的生物物理研究所正在进行小型实验,正在购买在1960末端建造的现代地堡设备。 为植物生长创造了一种人造土壤样基质。 正在对将有机物质分解成矿物质的物理化学技术进行实验,这些物质可以作为植物生长的盐返回循环。 正在研究利用陆地蜗牛生产必需的人类蛋白质。
然而,资金的全面研究还不够 - 这需要数千万美元。 每个人都明白,有必要恢复创建封闭式生命支持系统的工作,因为没有他们就不会谈论严肃的太空探索,但一切都取决于财政。 “BIOS-3”为空。 虽然这是最成功的实验系统,通过封闭的生物循环完全满足人类对水,空气和植物食物的需求。 如果还没有在火星或其他星球上,它可能已被使用,但在地球上。 毕竟,它可用于减少人们不可避免地造成数百次的环境破坏,因为BIOS-3允许您消耗最少的资源,几乎不会产生浪费。 拥有封闭周期的房屋将大大减轻环境负担,并且还可以为人们提供他们所需的一切,例如,在偏远的北极地区,沙漠或高山,水下。
- 使用“BIOS”的另一个版本 - 就是在其中进行实验,到目前为止还没有人在世界上。 每个人都在谈论如果例如大气中甲烷水平达到临界水平会发生什么。 灾难会不会发生? 在克拉斯诺亚尔斯克,他们可能不会争论这个问题,但要检查一个小型封闭生态系统会发生什么,谢尔盖·奥莱宁认为。 - 这只是可能的实验之一,甚至可能不是很好,但对全人类来说都是巨大的重要性。 您可以研究地球生物圈中物质的循环过程,而不仅仅是帮助人们在其他星球上生存。
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