Текст книги "Вторая земля. Проект третьего тысячелетия"

Техническая безопасность

Проблемы безопасности в космосе изучены уже и практически. Особенно продуктивным оказался в этом отношении последний период жизни станции «Мир» – сплошные отказы и ремонты. В этих «мировских катаклизмах» приобретался тот опыт, которого намеренно ни на каких учениях не заполучишь. Потому что на учениях – профанация, а настоящий пожар в космосе ни один начальник не разрешит устроить.

Конечно, если бы речь шла о туррейсах в космосе или о работе профессиональных учёных, тогда лучше бы без ЧП. На «Мире» работали профессионалы высшей квалификации. Они, как испытатели новых боевых самолётов, должны намеренно выбирать самые неприемлемые режимы и случаи. Так что с «Миром» нам повезло, тем более что обошлось без смертельных случаев. В этом смысле перебора не было, и хорошо, что его не загробили после первых ЧП. Опытный образец должен выработать весь ресурс. «Мы изучаем запас прочности станции, нам неведомый», – сказал Сергей Крикалёв, заместитель руководителя полёта. Кстати, представители Европейского космического общества, в частности немцы и французы, лучше понимали ценность «Мира» как космического тренажёра: «Неполадки на “Мире” дают хороший урок преодоления нештатных ситуаций». Те же американцы то и дело преодолевают нештатные ситуации в приключенческих фильмах. Однако жить нам приходится не в виртуальном, а в реальном мире.

Вот вам краткий перечень ЧП на станции «Мир»…

23 февраля 1997 года – серьёзный пожар с метровыми языками пламени. Причина – просроченная шашка для пополнения запаса кислорода путём пиролиза. Необходимость в пиролизе возникла в связи с тем, что на станции оказалось много людей, и штатная СЖО не справлялась. Космонавты не растерялись, пожар потушили за 14 минут. Почти без последствий

Проблемы с терморегуляцией. Пришлось «париться» при 30 °C. К середине июня устранили неисправности и избавились, наконец, от Г. Линенджера, который тоже представлял собой ЧП психологического характера.

25 июня Циблиев отстыковал «Прогресс М-34» с отходами. Однако экипажу было рекомендовано» мудрым» руководством «потренироваться» в стыковке-расстыковке. Будто им мало было нештатных ситуаций. Циблиев не учёл того, что корабль перегружен мусором, и произошли столкновение с модулем «Спектр» и его разгерметизация. Задраили переходной люк. Но оказалось, что упало напряжение: пострадали кабели и солнечные батареи.

Специалисты в ЦУПе искали выход. Решили сориентировать «Мир», чтобы падало больше света. На следующее утро проснулись от холода и в темноте. Оказалось, что «кто-то» отключил кабель датчиков положения станции от бортовой ЭВМ. Разъёмы подсоединили, но аккумуляторы уже были разряжены, и станцию развернуть было нечем. Развернули её двигателями пристыкованного «Союза».

Можно начинать ремонт изнутри и снаружи. Но не выдержало предшествующих событий и соответствующих «накачек» с Земли здоровье железного Циблиева.

На смену полетели Соловьёв и Виноградов. Началось с того, что не сработала автоматика и при перестыковке вышел из строя бортовой компьютер. Но Соловьёв не растерялся и взял управление на себя. Починили компьютер, сменив неисправный блок. Наладили и генератор для электролиза воды. Восстановили электрические соединения с тремя солнечными батареями из четырёх. Искали пробоины.

Приборы отказывают. Компьютер сбоит. Американский «челнок» доставил новый компьютер, а потом ещё и наш запасной… Это только часть «приключений» в космосе за сравнительно короткий период.

На БАС подобными экспериментами лучше не заниматься. Она должна быть абсолютно надёжной (хотя это и невозможно). Надёжность современной боевой авиатехники высока. Ещё выше она для пассажирских самолётов. Причём всё подсчитано и выражено вполне определёнными цифрами. Тем не менее аварии всё же происходят.

По статистике, значительная часть аварий происходит при взлёте или посадке. Ну да, от нежелательных контактов с землёй. Но та же земля спасает самолёт, у которого остаётся возможность хоть как-то сесть. Там такой возможности нет. Там во что бы то ни стало станция должна «остаться на плаву». Без аварий не обойтись, но катастрофа должна быть исключена.

Прочность и жёсткость оболочек

Это наиболее насущные требования. Их необходимо удовлетворить во всех случаях. Оболочка таких больших размеров должны быть не только прочной, но и жёсткой. То есть она не должна деформироваться под воздействием, скажем, очень сильного ветра. Не должна «терять устойчивость». Мы знаем, какие разрушения производят земные ураганы. На Венере при большей плотности атмосферного газа скорость ветров достигает сотен километров в час. Значит и флуктации скорости, то есть местные порывы ветра, могут быть весьма значительными.

Как обеспечить жёсткость оболочки огромных размеров? Нет принципиальных проблем. Но на неё уйдёт много материалов, и она будет тяжёлой, какую экономную конструкцию ни примени. У земных аэростатов и дирижаблей жёсткой была гондола, а оболочка – всё же мягкой. Существовали, правда, и жёсткие конструкции.

Любопытно, что когда уже в недавнее время попытались повторить конструкции гигантов начала прошлого века, то ничего не вышло. Не то чтобы секреты мастеров оказались утрачены. Не оказалось самих мастеров. То есть утрачена квалификация. Казалось бы, прогресс идёт неудержимо, удаётся делать то, что мастерам прошлого и не снилось. Но вот, пожалуйста, прошло всего-то без малого сто лет, и уже некому повторить тогдашние технологические достижения. В данном случае произошло вот что: развилась коллективная технологическая культура, но утратилась индивидуальная. Она не понадобилась господствующей теперь технологии.

Зернов рассказывал. В МАИ возникла идея строить дирижабль. Нашли специалиста. Пришёл старичок и сказал, что Цеппелин набрал тысячу квалифицированных рабочих, которые и строили его цельнометаллический дирижабль. Какой-то молодой и энергичный комсомольский деятель сказал: «Мы соберём 10 тысяч комсомольцев, и они на поле в Подмосковье построят дирижабль». Старичок посмотрел на него с грустью. Зададимся вопросом, что вызвало эту грусть? Думаю, что даже не отсутствие квалифицированных рабочих, а наличие безмозглых вождей, которые, даже имея так называемое высшее образование, не только невежественны, но даже не способны оценить степень собственного невежества.

Методы расчёта оболочек продолжают совершенствоваться, и проблемы с этим не будет. Наверняка удастся создать много вариантов выполнения конструкций. Но вот вопрос: на какое давление? На давление на рабочем горизонте плюс запас прочности? А если станция вдруг по какой-то причине (мало ли может быть причин) «провалится на глубину»? Что бывает в этом случае с ПЛ? Корпус начинает «трещать», пока не разрушится вовсе. Но если рассчитать корпус на 100 атмосфер, он будет очень тяжёлым.

Рассчитанная на давление на поверхности огромная оболочка почти в полмиллиона тонн весом будет обладать собственной плавучестью. Но запас её будет невелик. Значит, придётся дооборудовать её дополнительными баллонами плавучести. Но они-то не будут рассчитаны на высокое давление. И в случае аварии станция тем неизбежнее опустится или упадёт на поверхность планеты. И если корпус даже выдержит, то от прогрева его не уберечь. Значит, это пустое занятие – увеличивать прочность корпуса. Надёжность его должна воплощаться в сохранении плавучести в любом случае.

Это требование представляется невыполнимым. Но проведём параллель с теми же ПЛ. Они не опускаются на дно при аварии. У них нет такой возможности. Тем более нет спасения на дне для морского судна – только сохранение плавучести во что бы то ни стало. И ничего – сохраняет, если правильно построено и капитан не дурак. В крайнем случае ПЛ должна всплыть на поверхность, а морское судно – добраться до мелкого места и там лечь на грунт. Хотя вон линкор «Новороссийск» с командой «мудрые» адмиралы умудрились утопить в родной бухте.

Не внушает оптимизма и история земного воздухоплавания. Те же дирижабли почему-то теряли плавучесть и опускались в самом неподходящем месте. Только недавно удалось на воздушном шаре облететь вокруг света. Одному человеку. А мы хотим, чтобы аппарат со многими тысячами людей вечно скитался по небу Венеры.

«Вечное» парение представляется вовсе невозможным. Но почему? Те же корабли, даже деревянные, могли плавать десятилетиями. Здесь та же проблема – сохранения целостности оболочки. Можно предусмотреть возможность контроля, профилактики, ремонта. И текущего, и капитального. Это только проблема качества материала оболочки. Оболочка может иметь толщину порядка метров. Значит, в ней могут быть десятки слоёв. Она может иметь междуслойные промежутки для прохода ремонтных автоматов. Ремонт может производиться непрерывно, участок за участком, Естественно, послойно.

В конце концов, когда станций будет хотя бы несколько и будет осуществлено полное дублирование функций, тогда ничего страшного, если одна из них и опустится. Надо только эвакуировать людей, хотя для большой станции это проблема. Саму оболочку законсервировать – например, заполнить газом под давлением. Или, например, водяным паром. Это позволит ей не схлопнуться. Потом её можно будет не спеша поднять с помощью роботов-спасателей на рабочий горизонт и там провести полную профилактику.

Рабочий горизонт

Мы уже выясняли, на какой высоте должны находиться атмосферные станции. Решили, что это будут высоты с оптимальными давлением и температурой атмосферы, то есть несколько выше 50 километров над поверхностью планеты. При этом обитаемую оболочку придётся снабжать дополнительными баллонами плавучести с гелием или водородом.

Выбор рабочего горизонта для БАС будет определяться несколько иными соображениями. Оболочка будет относительно тяжелее. Этого потребует обеспечение высокой надёжности. Кроме того, разнообразное оборудование тоже увеличит вес. Огромные размеры оболочки при гигантских дополнительных ёмкостях плавучести сделают станцию безобразно огромной и неуклюжей. Выход в том, чтобы уменьшить рабочую высоту ниже 50 километров. При этом получается значительный выигрыш в плавучести благодаря большей плотности атмосферы. Жёсткость оболочки позволит не повышать внутреннее давление воздушно-гелиевой смеси, а оставить его на величине, меньшей атмосферного. Тогда каждый кубометр объёма будет создавать подъёмную силу около двух килограммов.

Правда, мы приобретаем ряд проблем. То, что на этой высоте будут проблемы с солнечной энергией, потому что это ниже всего слоя облаков, не страшно. И на высоте 50 километров и выше мы всё равно будем внутри облачного слоя, а подняться над ним не позволит низкая плотность атмосферы на высотах над облаками.

Но здесь хуже другое: мы попадаем в слой атмосферы с высокими температурами, выше сорока градусов. Чем выше давление и плотность атмосферы, тем выше её температура. Как быть?

Такая неразрешимая ситуация, которая многих людей приводит в отчаяние, у хороших конструкторов, наоборот, вызывает состояние предельного творческого напряжения. Именно такие ситуации и стимулировали выдающиеся технические решения.

Мы не знаем, какое решение будет найдено конструкторами будущего, и принимаем собственное решение. Поскольку для нас вес станции является определяющей характеристикой, а обеспечить её плавание может только высокая плотность, мы опускаемся как можно ниже. А высокую температуру игнорируем. Просто оставляем проблему теплозащиты станции и отвода излишков тепла конструкторам будущего. И не сомневаемся, что проблема эта будет решена.

Мы уже говорили раньше, что некоторые МАС технологического назначения будут находиться на рабочем горизонте с высокими температурами. Там, где температура не помеха производственному процессу, а люди на борту отсутствуют. Возможно, они будут спускаться ещё ниже. А разведчики с оптическими средствами наблюдения и связи вообще будут летать ниже нижнего горизонта атмосферной дымки, то есть ниже 30 километров.

Скажем, для металлургического производства с его тяжёлым оборудованием низкий рабочий горизонт с температурой 200–300 °C может оказаться вполне приемлемым. Оборудование такую температуру выдержит, а плавучесть повысится значительно.

Не исключено, впрочем, что полностью автоматизированное металлургическое производство будет развёрнуто прямо на поверхности планеты. Оттуда будет доставляться вверх на станции только готовая продукция.

Возможная компоновка БАС

Вариант БАС в виде шара, в котором разместилось всё необходимое, привлекателен. Этим достигается компактность. Создаётся иллюзия законченности и надёжности. Да и не только иллюзия. Это удобно – на работу недалеко ходить. Есть и ещё одно соображение в пользу общего корпуса, он выгоднее в компоновочном смысле, в нём более гармонично сочетается тяжёлое и лёгкое по удельному весу оборудование. Там можно разместить производственный комплекс и зону отдыха. Причём она будет просторной, с высоким «небом», что немаловажно.

В действительности, именно потому, что всё перемешано – надёжность невысока. Ясно, что возможности возникновения аварийной ситуации в производственном комплексе, особенно экспериментальном, гораздо выше, чем в жилых отсеках. Да и надёжность в том и другом случае требуется разная.

Понятно, что не нужна сверхвысокая надёжность в комплексе сельскохозяйственных угодий, которые могут обслуживаться без постоянного присутствия людей. Потеря самого комплекса, конечно, досадна, но не катастрофична, особенно если комплекс дублирован. То же относится к производственным комплексам с не очень дефицитным оборудованием.

Более строгой системы следует придерживаться в отношении участков научных и с экспериментальными производствами, а также тех, где установлено уникальное оборудование, привезённое с Земли. И сверхвысокая надёжность должна быть обеспечена в жилой зоне, особенно там, где размещаются детские и лечебные комплексы.

Аэродинамика корпуса

Понятно, что форма корпуса в виде сферы, выбранная из соображений прочности и технологичности, не очень удачна с других точек зрения. Например, аэродинамика корпуса окажется не очень приемлемой, особенно на Венере, где плотность атмосферы во много раз больше земной. Мы делаем станцию для жизни на планете. Поэтому она вполне может быть не летающей, а дрейфующей. Тем не менее даже на ней может возникнуть необходимость быстрых перемещений в атмосфере. Например, чтобы уйти от какого-нибудь атмосферного катаклизма. Или попросту для того чтобы обеспечивать привычное землянам чередование дня и ночи. Или для того чтобы постоянно находиться на освещённой стороне планеты, чтобы солнечные батареи давали максимальный ток. Если даже основную часть времени она будет просто дрейфовать по ветру, всё же иметь возможность управлять её движением бывает иногда необходимо.

Отсюда возникает вариант компоновки, когда БАС включает три или больше одинаковых по диаметру сферических «прочных» обитаемых корпуса, различного назначения, объединённых общим обтекателем. Его переднюю и заднюю часть занимают прочные корпуса меньшего диаметра. Все вместе они образуют общую форму аэростата. Один из сферических корпусов жилой, второй – сельскохозяйственный, третий – научно-производственный. Причём с производством невысокой аварийности.

Все они должны иметь примерно равный уровень надёжности. Вряд ли возможно в случае аварии спасение одного лишь жилого отсека. Он может отличаться разве что более высоким уровнем теплозащиты, с тем чтобы при аварийном проваливании на уровень с высокой температурой как можно дольше обеспечил существование всего населения станции. Все основные корпуса имеют приблизительно одинаковый внешний диаметр. Хотя сами их размеры для разных АС могут различаться весьма значительно – от десятков метров на первых вариантах малых атмосферных станций (МАС) до сотен в последующих конструкциях (БАС). Хотя ради технологического удобства будет соблюдаться некоторая унификация основных конструктивных параметров.

Назначение лёгкого корпуса – не только придавать всей конструкции обтекаемую форму, но и создавать дополнительную плавучесть благодаря заполнению гелием. В нём же размещается оборудование автономное, то есть не нуждающееся в обслуживании персоналом. В нём можно поместить множество систем и агрегатов, которым вовсе не место в обитаемых отсеках (опять же аналогия с ПЛ). Кроме того, он представит собой дополнительную защиту. Например, когда к станции будут причаливать аэродинамические ЛА, они в полном соответствии со своей высокой динамичностью могут как-то раз садануть её в бок. Так вот лучше, если удар придётся на защитный, а не на основной корпус.

Для перемещения в атмосфере на внешней поверхности лёгкого корпуса будут находиться движители и органы управления, конструкция которых будет рассмотрена далее.

Должны быть предусмотрены шлюзы для выхода в атмосферу. Причём это будет рядовое мероприятие, приблизительно как у обитателей подводного дома Кусто. Поэтому шлюзы должны быть простые в обращении. Необходимо также предусмотреть стартовые и посадочные площадки, для атмосферных ЛА и для приёма и отправления космических аппаратов для связи с орбитой. Хотя последние в целях обеспечения безопасности, а также ввиду их сложности и самостоятельного значения, скорее всего, будут размещаться не на каждой АС, а будут общими для всей колонии.

Оболочка

Основная проблема состоит прежде всего в том, чтобы научиться делать оболочки как можно больших размеров. Любая из них будет только на малую долю объёма заполнена оборудованием. Это нерационально. Практика космических полётов приучила нас к тому, что пространство нужно экономить – очень уж дорог каждый килограмм конструкции, доставляемый в космос. Но на Венере придётся принимать иную логику: только пустое пространство в корпусе будет создавать там плавучесть. Поневоле конструкторам придётся вспомнить опыт создателей дирижаблей и смириться с неизбежным. Утешением будет то, что наше земное обиталище тоже на большую часть объёма «заполнено воздухом». Так людям будет и привычнее, и спокойнее. В этом случае, пойдя дальше в аналогии с Землёй, мы придём к системе СЖО, где фактически не должно быть специальной регенерации кислорода. Этим будут заниматься зелёные растения, которые будут непременными спутниками человека в любых станциях различного назначения. Даже там, где не будет постоянного персонала, всё равно растения будут поддерживать кислородный баланс для случайных посетителей, наладчиков и контролёров.

Мы уже говорили о том, что оболочку следует делать не монолитной, а многослойной с внутренними фермами из углепластика, тогда её вес окажется невелик. На эти фермы будут замыкаться внутренние «междуэтажные перекрытия», которые повысят жёсткость и прочность оболочки.

Всё это снимет опасность потери устойчивости, которая является наиболее реальной причиной разрушения оболочки огромных размеров от внешнего давления. А большая суммарная толщина оболочки повысит её теплоизоляционные возможности, что сделает реальным даже длительное пребывание в прогретых слоях атмосферы без дополнительных затрат хладагентов и энергии на охлаждение.

Проблемой является технология изготовления оболочки огромных размеров. Не исключено, что исходные оболочки придётся изготавливать на орбите или даже на Земле. Доставлять их к Венере в сложенном виде, а уже в атмосфере раздувать, вставляя одну в другую, на манер матрёшек. А потом заполнять промежутки между слоями пенопластовым наполнителем или монтировать в них те самые фермы из углепластика.

Понятно, что технологии и явятся самым сложным во всём проекте. Их отработка должна начаться задолго до осуществления проекта на земле, в океане, а потом – на околоземной орбите и только после этого – уже на Венере.

Сотовые конструкции

За один ХХ век на Земле была создана масса вариантов всяких конструкторских решений. В нашей стране с развитой наукой, огромными выпусками технических вузов различного профиля и неповоротливой, архаичной хозяйственной системой создалось прямо кладбище технических проектов мирового значения. До сих пор в наиболее развитых странах ценятся наши «мозги» и наши идеи.

В конце 1950-х годов разработаны были сотовые панели для авиационных конструкций. Опытные панели, помнится, были паяные. Гофрированные полоски металлической фольги впаивались между листами обшивки. Конструкция получалась лёгкая и жёсткая на изгиб. Позже стали делать панели, клеенные из металла и пластиков. Всё это выглядело довольно топорно. Но потом наработали технологии, и панели стали получаться вполне приличные.

Проникли пластмассовые сотовые конструкции и в строительство. Блоки слоистых пластиков с бумажными сотами внутри, пропитанными смолами, имели вес около 30 кг на кубический метр стенного блока. Это при отличной теплоизоляционной способности, звукоизоляционных свойствах, да ещё светопропускании, коррозионной и прочей стойкости. Почему же не видно пластмассовых гигантских строений, а всё ещё продолжают строить из того же бетона и кирпича? Может быть, потому же, почему до сих пор что-то не видно массы электромобилей, несмотря на их бесспорные экологическое превосходство над авто с ДВС? Должно быть, мешают консерватизм мышления и гигантская инерция сложившихся индустриальных методов. В Белоруссии немецкая фирма построила для переселенцев дома «из бумаги». Они простояли уже много лет. Жить в них хорошо. Но почему-то опыт этот с тех пор не распространяется. Сами обитатели этих домов дают такое объяснение: «Мы поселились в них от безысходности. Это теперь они нам понравились. А первое время они тоже казались ненадёжными да слишком лёгкими…»

На Венере этих помех не будет. Напротив, будет потребность в прочных и лёгких строительных материалах. Изготовление и монтаж таких блоков будет производиться с помощью простейшего оборудования, скорее всего вручную. Возможно, материал будет напыляться на ажурный каркас и потом приобретать окончательную форму и размеры в процессе полимеризации.

CЖО

О создании искусственной среды обитания мы говорили много. Проблемы эти давно решаются. И должны быть решены на Венере задолго до начала освоения атмосферы.

Чем отличается проблема СЖО на этом этапе? Тем, что система жизнеобеспечения каждой отдельной атмосферной станции должна быть максимально автономной и максимально автоматизированной, независимой от Земли, орбитальных станций и друг от друга. Собственно, подобные задачи ставились и раньше, но там ещё допустимо было дополнять некоторые компоненты привозными. Здесь это уже невозможно не только ввиду огромных объёмов потребления всех расходных компонентов СЖО, но и из-за необходимости обеспечить максимальную независимость и надёжность всего комплекса.

Когда мы говорим об автоматизированной системе, то не имеем в виду её предельную насыщенность автоматами и приборами, регулирующими её работу. Желательно было бы обойтись без них. Идеальным образцом была бы земная экосистема с её надёжностью и безотказностью.

В какой степени возможно приблизиться к идеалу и как это сделать, мы попытаемся разобраться на основе уже накопленного на земле опыта. Причём напоминаем, что мы рассматриваем обозримое, представимое будущее, этот и следующие за ним века. Поэтому об изменении биологической природы человека, о котором говорил Циолковский, мы говорить не будем. И Ефремов тоже отмечал, что человеку немыслимо ждать, пока он изменится биологически.

В нашем проекте речь идёт лишь о создании искусственной среды, приспособленной к потребностям человека. Эта задача в нашем случае представляется огромной и сложной, фактически невыполнимой. Но мы уже напоминали, что даже на Земле человек почти нигде не живёт в естественных условиях, в первоначальной, нетронутой внешней среде. Просто потому, что почти нигде, кроме «блаженных островов», в ней не выжить. Даже воду мы уже не пьём почти нигде, попросту припав к источнику. Даже воздух уже давно и неизвестно насколько ненатурален. Не верите? Принюхайтесь. То есть свою среду обитания мы фактически уже давно создаём сами. Там тоже придётся создавать необходимую человеку среду обитания. От человека потребуются лишь психологические изменения.

Мы знаем, что психика человека подвижна и изменчива, что не раз подтверждено также в уже проведённых космических экспериментах. В книге О. Г. Газенко, И. Д. Пестова, В. И. Макарова «Человечество и космос» много внимания уделено вопросам создания систем СЖО реальных космических аппаратов и опыту их создания и эксплуатации. Можно сказать, что этот опыт уже устарел к нашему времени и тем более устареет к моменту реализации нашего проекта. Но не устарели и, возможно, не устареют общие принципы подходов к решению этих проблем. И потом: лучше пользоваться реальным опытом, хотя бы и устаревшим, чем выдумывать некие умозрительные варианты решения проблемы.

«Не без основания можно предполагать, что современные представления о возможностях создания искусственных сред, полностью соответствующих потребностям человека в автономных условиях кабины КА, неполны.

Теоретическое обоснование и практическое осуществление длительных космических экспедиций стимулировали исследование биологических СЖО. Только они могут обеспечить наиболее длительное автономное существование человека на планетных станциях» [Газенко. 1987. С. 78]. Там же, далее:

«Проблема выдвигает наряду с частными задачами обеспечения жизнедеятельности общие вопросы экологии человека как составного звена системы».

Можно сказать, что на ранних этапах развития космических исследований человека с его потребностями приспосабливали к возможностям технических систем, впрочем, всё больше приближая их к биологии человека под давлением всё более жёстких требований длительных полётов.

В дальнейшем правильным будет дальше приспосабливаться к биологической природе человека. Это определяется тем обстоятельством, что необходимым становится переход от исследований в космосе к нормальной работе. И что сложностей объективного характера будет вполне достаточно, чтобы не создавать дополнительные самими условиями существования в космосе.

Кстати, фантасты давно додумались до этого. Но фантасты готовят только сознание, а не системы. Они, как правило, даже проектов систем не создают. Должно быть, потому, что каждый должен заниматься своим делом. Циолковскому можно было ещё писать фантастические рассказы, а вот Королёву заниматься этим уже не пристало, он уже смог свои мечты осуществить в реальности.

Пока что системы СЖО на основе биологического воспроизводства можно себе только представить. Реально существуют лишь их элементы.

«Использованные продукты жизнедеятельности человека (углекислый газ, жидкие и твёрдые отходы) путём преобразования в биологических звеньях предполагается повторно превращать в кислород, воду и пищу. В числе наиболее перспективных для включения в системы биологического воспроизводства: овощные и злаковые культуры, микроорганизмы (водоросли, бактерии), домашние животные и птица (козы, свиньи, куры, утки, кролики).

<…> Биорегенеративные системы являются качественно новым принципом формирования среды обитания, наиболее близкой земным условиям, а следовательно, и биологическим потребностям человека. Их преимущества заключаются также в потенциальной возможности саморегулирования, осуществляемого на принципе взаимной корреляции процессов на всех уровнях биологической системы. В этом случае могут быть нивелированы многочисленные пробелы наших знаний биологии человека, и прежде всего его тонких взаимоотношений с окружающей средой» [С. 80].

В системах жизнеобеспечения можно использовать фотоавтотрофные (одноклеточные водоросли, высшие растения) и хемоавтотрофные организмы (водородные бактерии). Исследуются факторы среды, обеспечивающие их оптимальную продуктивность и устойчивость популяций организмов, перспективных с точки зрения их использования в таких системах.

На достигнутом теоретическом и экспериментальном уровне можно перейти к моделированию экспериментальных биоценозов и изучению их функциональных характеристик.

Принципиальная возможность прямого сопряжения фотосинтеза водорослей с газообменом человека подтверждена исследованиями простейших биоценозов.

В имитаторах кабин КК созданы оранжереи для воспроизведения продуктов питания для экипажа. «Одновременно растения оранжереи поглощают углекислый газ из атмосферы и выделяют в неё кислород, испаряют влагу, используют для питания минерализованные отходы жизнедеятельности системы, в том числе человека. В космических оранжереях предполагается выращивать такие традиционные культуры, как картофель, томат, свёкла, капуста, салаты, зелень, батат.

Совершенствуются конструкции, позволяющие в автоматическом режиме культивировать одноклеточные водоросли. Хлорелла, сценедесмус, спирулина – хороший биологический источник для регенерации атмосферы. В процессе фотосинтеза микроводоросли поглощают углекислый газ и выделяют органические вещества, в том числе белки, углеводы, жирные кислоты, витамины. При помощи специальной технологии после их выделения и очистки они могут быть использованы в питании человека и кормлении животных. Микроводоросли входят в качестве составного звена в биологические системы жизнедеятельности, основанные на круговороте веществ» (с. 81).

Эти исследования могут иметь и самостоятельное значение для производства витаминных и белковых препаратов и продуктов. Собственно, многие разработки для космической техники уже применяются в медицине, пищевой промышленности и имеют другие земные приложения.

Аналогичные технологии могут быть использованы для культивирования овощей в неблагоприятных климатических зонах. «Биорегенеративные системы в дальнейшем могут стать неотъемлемой составной частью обитания человека в экстремальных условиях. По-видимому, в XXI веке такие системы широко распространятся при освоении полярных, высокогорных и пустынных областей земного шара, обретут “постоянную прописку” в подводных поселениях на континентальном шельфе морей и океанов» (с. 82).

Таким образом, мы видим, что уже проделана, прежде всего у нас в стране, огромная работа именно на будущее. Поскольку пока что её результаты полностью использовать невозможно. Вот на этих результатах и будут базироваться дальнейшие разработки космических биосфер. Причём есть полное основание не сомневаться в успехе.

«Как можно предвидеть, характерными чертами XXI в. станут регулярные и длительные полёты, постоянная работа на орбитальных станциях, лунных и планетных базах больших коллективов людей, широкомасштабное заселение и обживание различных областей С. с.». (с. 83)