Учёные Института биофизики Сибирского отделения РАН и кафедры замкнутых экосистем Сибирского государственного университета науки и технологий имени М.Ф. Решетнева начинают эксперимент по созданию замкнутой экосистемы для изучения новых технологий жизнеобеспечения человека в космосе. Эксперимент проводится при поддержке Российского научного фонда (РНФ).
Официальное название проекта «Создание экспериментальной модели высокозамкнутой биолого-технической системы жизнеобеспечения человека для имитации круговоротных процессов применительно к автономным космическим станциям на Луне, Марсе и других небесных телах». РНФ поддержал проект неслучайно. Именно в Красноярске в 1960-х годах начались первые в мире масштабные работы по созданию искусственных замкнутых экосистем, способных обеспечить человека внутри них водой, кислородом и пищей при полном отсутствии доступа их снаружи. Это было необходимо в условиях разной степени вынужденной изоляции человека от привычной окружающей среды — на подводных лодках, антарктических станциях и в космосе.
В 1964 году в красноярском Институте биофизики была создана экосистема БИОС-1 (сокращенно от «биосфера») из двух звеньев «хлорелла — человек». Зеленая одноклеточная водоросль хлорелла поглощала углекислый газ, выдыхаемый человеком, и выделяла кислород, необходимый для его дыхания. Участник эксперимента прожил в герметично закрытом помещении 45 суток. Но проблемы питания и утилизации продуктов его жизнедеятельности БИОС-1 не решала.
Ее решила в 1972 году более масштабная экосистема БИОС-3. Без малого полгода, 180 суток, трое ученых дышали, пили воду и ели овощи и хлеб из выращенной ими пшеницы внутри герметичного бункера объемом 315 кубометров в подвале института. Им не хватало только белковой пищи, белок в организме приходилось пополнять из запаса консервов. Но после проигрыша «лунной гонки» США эти исследования были лишены статуса приоритетных, а в перестройку БИОС-3 и вовсе была законсервирована.
Сейчас это направление исследований возрождается. В 2014 году в Китае при помощи красноярских ученых был построен аналогичный БИОС-3 модуль «Юэгун-1», в котором проблему белковой пищи китайцы решили за счёт включения в экосистему насекомых. Рекорд автономного пребывания человека в этой экосистеме составляет 105 суток.
В декабре красноярские биофизики запустят свою новую экосистему на старом месте. За прошедшее время появились новые технологии, и они станут ее основой. В герметичных камерах малой автономной экосистемы в миниатюре будет происходить круговорот веществ, необходимых для жизнеобеспечения человека в космосе. Через шлюз участники эксперимента ненадолго будут периодически заходить в камеры.
- На малых системах мы с относительно небольшими затратами проверяем новые технологии утилизации отходов жизнедеятельности человека применительно к космическим планетарным станциям, нейтрализации побочных токсичных веществ, получению воды, росту растений на продуктах переработки отходов. Большие экосистемы с полноценным участием человека очень дорогие. И у нас есть большой риск, что если что-то случится с человеком из-за недостаточной проработанности технологических процессов, придётся остановить дорогостоящий эксперимент. При использовании малых систем мы застрахованы от этого, - пояснил цель эксперимента заведующий кафедрой замкнутых экосистем СибГУ А.А. Тихомиров.
Если эксперимент завершится удачно, учёные планируют подать заявку на грант с государственной поддержкой.