Полтора гектара замкнутой экосистемы

Самую масштабную попытку создать замкнутую биосистему предприняли не ученые, а любитель — миллиардер Эдвард Басс, который в 1990-е годы построил в штате Аризона гигантскую конструкцию площадью полтора гектара — «Биосферу-2». Там были «джунгли» и «океан», ферма с козами, свиньями и курами, инсектариум с 250 видами насекомых, бассейны с рыбами и креветками. Всего было завезено около 3000 видов растений и животных. Но уже через месяц оказалось, что под куполом «Биосферы» накапливается избыточное количество углекислого газа, концентрация кислорода снижается, вредители плодов размножаются быстрее, чем их естественные враги — насекомые, а предполагаемая пища — свиньи — наоборот, набирать вес и размножаться не высказала желания. Проблемы росли, здоровье бионавтов ухудшалось, и чтобы довести эксперимент до конца, участникам стали поставлять кислород и продукты, что было нарушением условий. После серии неудачных экспериментов 1991-94 годов «Биосфера-2» была передана под научный надзор Обсерватории Земли при Колумбийском университете, а в начале 2000-х – выставлена на продажу. Купивший «Биосферу-2» Аризонский университет в настоящее время проводит междисциплинарные исследования на семи моделях разных экосистем Юлий Беркович, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник ИМБП РАН:«У многих исследователей были иллюзии, что в ограниченном объеме можно создать простую систему, которая будет работать если не бесконечно долго, то годы. Другие считали, что если взять какой-то объем, обеспечить туда приход света и расположить в этом объеме как можно большее количество видов растений, животных, то есть элементов земной биосферы, то с течением времени эти виды образуют новую узенькую биосферу, в которой все начнет работать, как в земной. Эксперимент «Биосфера-2» показал, что на это нельзя рассчитывать. Поэтому надо делать строго регулируемую, простую систему жизнеобеспечения с включением биологических звеньев, рассчитанную на строго ограниченный срок космического полета. Эту задачу можно решить. Но решить задачу организации биологического круговорота в искусственно созданной биосфере на сегодняшний день мы не можем». Юлий Беркович, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник ИМБП РАН:«Цилиндрическая оранжерея уже построена и должна быть установлена на многофункциональном лабораторном модуле, который пока, к сожалению, еще не запущен к МКС. Это первая оранжерея, которая специально разрабатывалась для выращивания салатной зелени для обогащения рациона экипажа станции свежей витаминной зеленью. У нее совершенно необычная компоновка, и сама идея совершенно новая, она раньше не использовалась ни в одной из космических оранжерей. Это идея конвейерного выращивания растений на цилиндрической посадочной поверхности: если высаживать посев не на всю посадочную площадь, а по частям, со сдвигом во времени, то выращенную биомассу можно сразу употреблять в пищу, не хранить. А затем посеять на то же место, откуда мы взяли растения, новые семена, снова ее запустить в оборот, для выращивания на следующем обороте. Таким образом, удается построить оранжерею, где космонавты могут получать рассчитанную порцию витаминной зелени для немедленного употребления в пищу раз в три-пять дней. Кроме того, мы перешли на выращивание растений под светодиодами — они безопаснее и долговечнее газоразрядных ламп. С помощью светодиодов мы можем моделировать очень широкий диапазон различных спектров излучения, похожих на солнечный, отличных от солнечного. После пяти лет экспериментов мы смогли выбрать спектр светодиодного излучения для наилучшего выращивания салатных культур в условиях космической оранжереи. Мы разрабатываем проект бортовой оранжереи на этом принципе, которая должна быть построена к 2020 году и запущена либо в конце 2020-го, либо в 2021 году».