Kai leidiesi į ilgą kelionę, neprošal pasirūpinti išgyvenimu. Biosferos turėtų padėti žmonėms iš pradžių įsikurti Mėnulyje.

Biologinė gyvybės palaikymo sistemos, kitaip, biosferos, dabar gali perdirbti pakankamai deguonies, vandens ir maisto, kad žmonės galėtų gyventi ne vienus metus. Dvi keturių žmonių grupės gyveno hermetiškai uždaroje aplinkoje Kinijoje, vadinamoje Yuegong-1, arba Lunar Palace 1, iš viso metus, o viena grupė jame praleido rekordiškai ilgai, 200 dienų, be jokių išorinių medžiagų poreikio ir būtų galėję eksperimentą tęsti. Projektu siekiama padėti Kinijai įkurti bazes Mėnulyje.

Eksperimento, kuris baigėsi 2018 gegužę, detalės, buvo atskleistos, paskelbus studiąj internete. Tyrėjų teigimu, savanoriai 98 procentus išgyvenimui reikiamų medžiagų gavo, perdirbdami atliekas ir tik 2 procentai buvo gaunami iš išorės, įskaitant sėklas, tualetinį popierių ir valymo priemones.

Tai yra kol kas geriausi rezultatai. „Dabar siekiame gero patalpos lygio,” sako Europos komoso agentūros regeneracinių gyvybės sistemų, pavadintų MELiSSA projektu kūrimui vadovaujantis Christophe Lasseur. Tokios sistemos dar negali išlaikyti žmonių neribotą laiką, sako jis, bet dabar jau geba tai atlikti „ilgą periodą”.

„Jei būtume pasiektą tiek, kiek jie sako pasiekę, tai būtų didžiulis žingsnis į priekį,” sako Rob Suters iš MELiSSA technologiją komercializuojančios Olandijos kompanijos Semilla Ipstar.

Būta nemažai bandymų sukurti galinčias palaikyti žmonių gyvenimą buveines, pradedant Rusijos BIOS eksperimentais vykdytais nuo praėjusio amžiaus septintojo iki devintojo dešimtmečio. Labiausiai išgarsėjo Biosphere 2 Arizonoje. Vienas eksperimentas su ten gyvenusiais žmonėmis dešimtajame dešimtmetyje truko du metus, bet reikėjo tiekti papildomą maistą ir deguonį, todėl jis laikomas nesėkme. Japonija šio amžiaus pradžioje irgi atliko eksperimentų su įgula seriją.

Lunar Palace 1 buvo pastatytas 2013 metais, o pirmieji eksperimentai su įgula atlikti 2014. Įrenginyje yra mažas gyvenamasis kambarys, sujungtas su dviem didesniais, kuriuose pastatytose LED apšviečiamose lentynose auginami augalai.

Paskutiniame eksperimente visą deguonį išskyrė ir anglies dvideginį šalino augalai, tarp kurių buvo kviečiai, bulvės, pomidorai, morkos, agurkai ir žemuogės. Keičiantis įguloms, vyko šiokios tokios fluktuacijos, tačiau dujų lygis likdavo saugiose ribose.

Prieš panaudojant laistymui, nuotekos buvo valomos bioreaktoriuje ir sterilizuojamos UV šviesa. Geriamasis vanduo buvo gaunamas kondensavimu ir taip pat sterilizuojamas. Dalis augalų atliekų buvo panaudota auginti grybus ir sumaitinama milčiams, kurie paskui buvo perdirbami į baltymingą duoną. Išmatos buvo sumaišomos su augalų atliekomis ir fermentuojamos, kad išsiskirtų augalams būtinas CO₂. Dalis šlapimo ir išmatų perdirbimo atliekų buvo kaupiama. Visi įgulos nariai liko fiziškai ir psichiškai sveiki, rašoma tyrime.

„Geras šių sistemų matas yra vienam įgulos nariui išlaikyti reikalingas plotas,” sako Oscar Monje iš NASA Kennedy kosminio centro Floridoje. Lunar Palace 1, vienam įgulos nariui teko 40 m², tuo tarpu Japonijos eksperimente – 75 m², pažymi Monje. „Tai visai gerai, ir atitinka NASA darytas prognozes, paremtas jos augalų tyrimais.”

Pagrindinis šio tyrimo tikslas – sukurti gyvybės palaikymo sistemas kosmoso tyrimams. „Ilgalaikės kosminės kelionės būtų daug lengviau įgyvendinamos, nes nereikėtų gabentis tiek daug masės,” pastebi Sutersas. Bet žmonių palaikymas, tarkime, Mėnulio bazėje, lieka didžiuliu iššūkiu. Visų pirma, bazė Mėnulyje turėtų būti po žeme, kad būtų apsaugota nuo radiacijos, dėsto Monje. Tada reikėtų energijos šaltinio. „Norint apsieiti su fotovoltiniais elementais, jie turėtų dengti didžiulį plotą, tad, veikiausiai, tektų naudoti branduolinį reaktorių,” svarsto jis.

Mėnulio bazė yra itin nelengvas iššūkis, nes Mėnulio diena trunka Žemės mėnesį, pastebi Lasseur, tad jame būna ir ilgi ekstremalaus šalčio ir tamsos periodai. O Žemėje veikianti sistema nebūtinai veiks ir kosmose. ESA problemą sprendžia kitaip, susitelkdama į mažų komponentų bandymus kosminiuose skrydžiuose, užuot stačiusi visą sistemą Žemėje. Bet ji įrengė „kosminį šiltnamį“ Antarktidoje.

Tuo tarpu NASA mokosi auginti augalus kosmose, 2018 metais įrengdama Pažangią augalų buveinę (Advanced Plant Habitat) Tarptautinėje kosmoso stotyje. Visgi, šio darbo tikslas – tik papildyti astronautų dietą ilgose kelionėse šviežiu maistu, o ne patikėti visą gyvybės palaikymą.

Michael Le Page
www.newscientist.com

Nuoroda: bioRxiv, DOI: 10.1101/2021.01.12.426282

Komentarai ()