В декабре ученые Института биофизики Сибирского отделения РАН и кафедры замкнутых экосистем Сибирского государственного университета науки и технологий имени М. Ф. Решетнева запускают замкнутую экосистему 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 его не случайно. 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, конечно же, 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 счет 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. Начинают ученые с малого, между собой они так и называют свою автономную экосистему «малой». В ее герметичных камерах 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, придется остановить дорогостоящий эксперимент. При использовании малых систем мы застрахованы от этого»,— поясняет цель эксперимента заведующий кафедрой замкнутых экосистем СибГУ Александр Тихомиров.

Если эксперимент завершится удачно, ученые подадут заявку на большой грант с господдержкой.

Сергей Петухов