БИОС. Советские замкнутые экосистемы.⁠⁠

Вслед за началом космической эры в Советском Союзе начались разработки замкнутых систем жизнеобеспечения. Физико-химическими системами занимался Институт авиационной и космической медицины Министерства обороны. Биологическими - отдел биофизики Института физики Сибирского отделения Академии наук СССР. Работы по данной тематике стартовали в начале 1960 -х годов.

БИОС - 1 (1964-1966).

Герметичная кабина объёмом 12 кубических метров. Внутри установлен культиватор для выращивания одноклеточной водоросли хлореллы. Экипаж-1 человек. Всего было проведено 7 экспериментов продолжительностью от 12 часов до 90 суток. Результаты более чем обнадёживающие, полностью замкнутый цикл по кислороду и воде.

БИОС -2(1966-1970).

В 1966 к герметичной кабине БИОС -1 присоединили камеры с высшими растениями. В течении 4 лет учёные проводили эксперименты по подбору идеального соотношения количества хлореллы и овощей для одного и двух человек, рационального набора высших растений, системы освещения, словом, просто собирали информацию.

БИОС -3(1972- настоящее время).

1.Бытовой отсек. Три каюты членов экипажа, кухня-столовая, санузел, отсек управления и мастерская - лаборатория с оборудованием для переработки урожая, утилизации несъедобной биомассы и ремонтных работ, а также системами доочистки воды и воздуха.

2.Фитотроны. Один 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. Второй фитотрон -шесть возрастов овощей. Здесь 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.

Точное количество проведённых экспериментов мне найти не удалось. Самый длительный и известный эксперимент занял 180 суток, один человек прожил внутри около 13 месяцев.

Достижения: замкнутый почти на 100% цикл по кислороду и воде, воспроизводимая часть рациона экипажа была доведена до 52% по калорийности.

Нерешённые вопросы: естественная утилизация биомассы растений(пришлось сжигать) и возвращение во внутрисистемный обмен выводимой из организма человека соли. 

Видео о БИОС- 3

В настоящее время учёные ищут пути решения вышеописанных проблем, в частности, прорабатывается вариант малой экосистемы для утилизации части растений.

1 – облучатель с высокоинтенсивным источником света; 2 – фототрофное звено (высшие растения) внутри герметичной камеры; 3 – манипуляторы для работы внутри камеры без нарушения ее герметичности; 4 – почвенный блок с почвоподобным субстратом; 5 – приборная стойка для контроля

и автоматического поддержания параметров среды внутри камеры; 6 – стенка герметичной камеры из нержавеющей стали.

Кроме того, БИОС -3 является одной из трёх экпериментальных площадок Европейского космического агентства.

Текущее положение дел можно оценить здесь: http://www.ibp.ru/labs/mc.php