«Юэгун-1»

«Юэгун-1» 16.09.2015  «Юэгун-1» – наследник проекта БИОС-3
20 мая по окончании 105-суточного эксперимента первый экипаж вышел из изоляции в китайской наземной экспериментальной установке «Юэгун-1» Этот комплекс моделирования закрытой экологической системы обеспечения жизни на лунной базе создан в Пекинским университете аэронавтики и астронавтики (BUAA) в лаборатории экологии и систем жизнеобеспечения под руководством главного конструктора и научного руководителя профессора Лю Хун. Он характеризуется как первая в Китае и третья в мире замкнутая наземная интегрированная экспериментальная система биологического жизнеобеспечения, которая «имеет огромное значение для успешного осуществления планов по высадке на Луну, созданию лунной базы и зондированию Марса, обеспечения безопасности и качественной жизни космонавтов». 
 Близким аналогом и фактическим предшественником китайской установки является экспериментальный комплекс БИОС-3 Института биофизики Сибирского отделения РАН в Красноярске, введенный в строй в 1971 г. и послуживший основой обширной серии экспериментов.
   Также в 1991 – 1994 гг. в США на частные средства проводился крупномасштабный эксперимент «Биосфера-2» с экспериментальным объемом из семи модулей суммарной площадью около 15 000 м2 . Постановщики попытались создать экосистему, приближенную к реальной земной как по геоклиматическому, так и по видовому разнообразию (свыше 3800 видов растений и животных). Два экипажа прожили в установке два года и шесть месяцев, однако условия изоляции не соблюдались, а биосфера за время нахождения в ней испытуемых претерпела значительную деградацию.

 БИОС-3 – сибирская попытка замыкания СЖО

Проект китайской установки «Юэгун-1» по своей идеологии является почти полной копией БИОС-3 с поправкой на современные технологии. Поэтому опишем сначала историю красноярского проекта БИОС, оставшуюся практически неизвестной за пределами профессионального сообщества. Родоначальниками БИОС стали Сергей Павлович Королёв и Леонид Васильевич Киренский, создатель и директор Института физики Сибирского отделения АН СССР.
 В 1961 г. по заданию С. П. Королёва в отделении биофизики, возглавляемом профессором Иваном Александровичем Терсковым, с экспериментов по культивированию одноклеточной водоросли хлореллы были начаты работы по созданию замкнутой СЖО для перспективных лунных и планетных баз. Экспериментальная установка БИОС-1 появилась в 1964 г. В сущности она представляла собой культиватор с водорослями, соединенный воздуховодом с гермокабиной объемом 12 м3 . Всего 18 литров культуры Chlorella vulgaris, растущей на площади 8 м2 при искусственном освещении тремя ксеноновыми лампами, было достаточно для обеспечения одного человека-испытателя кислородом и удаления углекислоты, причем урина использовалась для подкормки водорослей. С замыканием системы по газообмену время пребывания в замкнутом объеме было доведено от 12 часов до 30 суток. Позднее был замкнут и водообмен, что позволило провести 45-суточный опыт. Увы, приучить экспериментаторов есть хлореллу не удалось, а кроме того, водорослям не хватало некоторых биогенных элементов. Поэтому в 1966 г. были начаты эксперименты в трехзвенной системе «человек – микроводоросли – высшие растения» на установке БИОС-2. Для этого к существующей камере БИОС-1 было пристроено второе помещение – фитотрон размером 2.0 x 2.5 x 1.7 м3 . В нем размещались высшие растения – сначала овощные культуры, а за- тем и пшеница, – рассматриваемые как средство регенерации атмосферы и источник пищи. Водоросли обеспечивали восстановление воздушной среды примерно на 72 %, а высшие растения – на 28 %. К 1968 г. состоялись эксперименты с экипажем из двух человек продолжительностью 30 и 73 суток, а также 90-суточный эксперимент. В двух последних в качестве четвертого звена был добавлен микробный культиватор для переработки кала. С учетом повторного использования воды был достигнут 85 % уровень замкнутости системы Эксперименты на БИОС-2 продолжались до 1970 г. и послужили основной для ввода в строй в начале 1972 г. полномасштабной установки БИОС-3 которая  представляла со- бой полноценный экспериментальный комплекс стоимостью около 1 млн рублей и была рассчитана на пребывание в течение года до шести испытуемых. Фактически в ней прошли три длительных эксперимента с экипажами численностью два и три человека.Самый длительный и известный эксперимент занял 180 суток – с 24 декабря 1972 г. по 22 июня 1973 г. В ноябре 1983 г. – апреле 1984 г. состоялся последний, пятимесячный эксперимент (Н. И. Бугреев, С. С. Алексеев). Во всех трех опытах никакого ухудшения в состоянии здоровья бионавтов не отмечалось.Опыт БИОС-3 показал необходимость тщательного контроля баланса всех компонентов искусственной биосферы, включая микрофлору, и принципиальную возможность регулирования воспроизводства и замыкания экосистемы.
В конце 1980-х годов финансирование БИОС практически прекратилось – и проект был заморожен. Для его спасения в 1992 г. был создан Международный центр замкнутых экологических систем, который возглавили И. И. Гительзон и исполнительный директор Александр Аполлинарьевич Тихомиров. В рамках Центра был разработан пакет технологий, позволяющих довести уровень замыкания до 90 % и выше.

Лунный дворец «Юэгун-1»
 
Создание китайского комплекса осуществлялось при активном участии красноярских и московских специалистов. 
По проекту экспериментальная установка «Юэгун-1» общей площадью около 160 м2 и объемом 500 м3 состоит из трех модулей полуцилиндрической формы.Строительство установки первого этапа в Университете Бэйхан происходило с 1 марта по 8 октября 2013 г. 19 ноября закончилась приемка установки и ее оборудования.В течение двух месяцев, до 23 января, продолжался этап подготовки установки к эксперименту – опробование систем, высадка растений, а 3 февраля стартовал первый полномасштабный эксперимент. В нем участвовали трое добровольцев: командир экипажа и заместитель главного конструктора установки Се Бэйчжэнь (谢倍珍), Дун Чэн (董琛) и Ван Миньцзюань (王敏娟). Как и в российском прототипе, трофическая (пищевая) цепочка строилась из высших растений (автотрофы), животных и почвенных редуцентов. Три члена экипажа съедали до 1 кг овощей в день.Растительное масло, животная пища и еще некоторые компоненты поступали снаружи по специальному каналу; в обратном направлении добровольцы передавали образцы воды и микробиологические пробы. Экипаж комплекса имел возможность независимого регулирования параметров внутренней среды в каждом отсеке.Обязанности участников эксперимента были распределены в соответствии с их научными интересами
Три члена первого экипажа «Юэгун-1» провели в герметично закрытом объеме комплекса 105 дней и покинули его 20 мая, забрав с собой пакеты с семенами нового урожая.
По результатам первого эксперимента команда Лю Хун отчиталась о полном замыкании СЖО по кислороду и воде и на 55 % по пище; общий показатель замкнутости оценен в 97 %. С вводом в строй второго модуля оранжереи постановщики рассчитывают получать до 80 % необходимой экипажу пищи.

 Подробнее http://www.ibp.ru/img/NK2014-07-Lunar_palace.pdf



Возврат к списку