Китайска самоподдържаща се биосфера за бъдеща база на Луната

Светодиодни лампи поддържат растенията живи в биосферата на китайското изследователско съоръжение Lunar Palace 1. Екипажът е живял вътре рекордните 200 дни с рециклиран кислород и вода, отглеждайки собствена храна. Снимка: eandt.theiet.org

Изкуствени биологични системи за поддържане на живота или биосфери, вече могат да рециклират достатъчно кислород, вода и храна, за да поддържат хората живи в тях с години.
Две групи от по четирима души живееха в запечатана среда в Китай, наречена Yuegong-1 или Lunar Palace 1 (Лунен дворец 1), общо една година, като едната група прекара рекордните 200 дни в съоръжението, без да се нуждае от външни материали, като това можеше да продължи дори и по-дълго.
Проектът има за цел да помогне на Китай да установи бази на Луната. Подробности за експеримента, приключил през май 2018 г., бяха разкрити наскоро в едно проучване, публикувано онлайн.

Изследователите съобщават, че доброволците са получили 98 процента от материалите, необходими за оцеляването им, чрез рециклиране, като само 2 процента са дошли отвън, включващи семена, тоалетна хартия и почистващи материали.

Това са най-добрите постигнати резултати до момента. „Сега достигаме ниво на затваряне, което е добро“, казва Кристоф Ласер, който ръководи усилията на Европейската космическа агенция за разработване на регенеративни системи за поддържане на живота, наречен MELiSSA Project. Такива системи все още не могат да поддържат хората безкрайно дълго, казва той, но сега те могат да го правят „за дълъг период от време“.
„Ако действително са постигнали това, което твърдят, че са постигнали, това би било огромна стъпка напред“, казва Роб Сатърс от Semilla Ipstar, холандска компания, която комерсиализира технологията MELiSSA.

Полагат се много усилия за създаване на местообитания, които да поддържат възможен живота на хората в тях, започвайки с руските експерименти с BIOS от 60-те до 80-те години. Съоръжението Biosphere 2 в Аризона е най-известното. Един от експериментите с екипаж, направени там през 90-те години, продължи две години, но трябваше да се осигури допълнителна храна и кислород, така че той се счита за неуспешен. Япония също направи серия от експерименти с екипажи в подобни съоръжения през 2000-те.

Бъди спасител на науката:

“Lunar Palace 1” е построен през 2013 г., като първият експеримент с екипаж е през 2014 г. Съоръжението се състои от малка жилищна кабина, свързана с две по-големи каюти, пълни с рафтове с растения, растящи под светлини от светодиодни лампи.
В последните експерименти цялото производство на кислород и отстраняване на въглеродния диоксид се извършва от растенията, които включват пшеница, картофи, домати, моркови, краставици и ягоди.
Имаше някои колебания, когато екипажите се размениха, но газовите нива остават в безопасни граници. Отпадъчната вода се обработва в биореактор и се стерилизира с ултравиолетова светлина, преди да се използва за напояване. Питейната вода се получава чрез кондензация и също се стерилизира. Някои растителни отпадъци се използват за отглеждане на гъби и след това като фураж за брашнени червеи, от които се прави вид богат на протеини хляб. Фекалиите се смесват с растителни отпадъци и ферментират, за да се получи CO2 за отглеждане на растения. Някои остатъци, останали след обработката на урина и фекалии, се съхраняват. Всички членове на екипажа са останали физически и психически здрави, се съобщава още в изследването (bioRxiv, doi.org/ghtbdd).

„Добра мярка за тези системи е колко квадратни метра са ви необходими, за да поддържате един член на екипажа“, казва Оскар Монхе от космическия център „Кенеди“ на НАСА във Флорида. В “Лунен дворец 1” имаше 40 квадратни метра площ за отглеждане на растения на всеки член на екипажа, в сравнение със 75 квадратни метра при японските експерименти, казва Монхе. „Това е доста добре и съвпада с това, което НАСА прогнозира от тестовете си за реколта.“

Основната цел на изследването е да се създадат системи за поддържане на живота при изследване на космоса.
„Това би направило дългосрочните космически пътувания много по-осъществими, тъй като не би трябвало да носите толкова много товар“, казва Сътърс. Но поддръжката за хората, да речем, на една лунна база, остава огромно предизвикателство. За начало лунната база трябва да е под земята, за да я предпази от радиация, казва Монхе. След това трябва да се захранва. „Ако искате да го направите със слънчеви колектори, това би изисквало огромна площ, така че вероятно по-скоро ще се нуждаете от ядрен реактор“, казва той.

Луната е особено предизвикателна, защото лунният ден трае един земен месец, казва Ласер, което води до дълги периоди на силен студ и тъмнина. А система, която работи на Земята, не е задължително да проработи и в космоса.
Европейската космическа агенция възприема различен подход, като се фокусира върху тестването на малки компоненти при космически полети, вместо да се опитва да изгради цялостна система на Земята, но те са създали „космическа оранжерия“ в Антарктика.
Междувременно НАСА изучава как да отглежда растения в космоса, инсталирайки Advanced Plant Habitat на Международната космическа станция през 2018 г. Целта на тази работа обаче е просто да допълни диетата на астронавтите при продължителни мисии с прясна храна, а не за цялостно поддържане на живота.

Източници: New Scientist Magazine, eandt.theiet.org
Превод: Радослав Тодоров



2021-04-28 18:28:42

Китайска самоподдържаща се биосфера за бъдеща база на Луната