Будут ли цвести сады в космосе?


Все мы уже привыкли к мысли, что космические корабли человечества, которые обязательно будут когда-нибудь бороздить просторы вселенной, станут по сути своей - замкнутыми экосистемами. Там будут космические сады и оранжереи, дающие людям кислород и пищу, и замкнутый цикл жизнеобеспечения превратит космические аппараты наших потомков в самостоятельные и не зависящие от материнской планеты островки жизни.

Но почему сейчас, на МКС - не созданы подобные сады и огороды? Почему выделяемый космонавтами углекислый газ улавливается специальными патронами поглотителями, которые при полном их заполнении - просто выбрасывают собранный углекислый газ за борт, в пространство? Почему не сделать фито модуль, оранжерею - предназначенную не только для исследовательских работ - но и для создания полностью замкнутой по газу системы? Ведь кислород (воду) по-прежнему приходиться регулярно доставлять с Земли? Это дорого.

Да потому, что не все так просто. В представлении большинства людей - фотосинтез это процесс поглощения растениями углекислого газа, разложения его на углерод и кислород с последующим выделением кислорода. Это не совсем так. Фотосинтез зеленых растений это процесс синтеза углеводов из углекислого газа и воды с использованием энергии электромагнитного излучения - в этом его смысл. Зеленые растения, обладающие одним из самых эффективных механизмов фотосинтеза, выделяют при этом еще и кислород, но как побочный продукт, это кислород от молекулы воды.

Углекислый газ при фотосинтезе не разлагается, он идет на синтез моносахаров, которые потом и используются растительным организмом для энергетического обмена и синтеза биомассы. И обратите внимание - если эта биомасса не синтезируется, не растет, то и кислорода, как побочного продукта, много не выделяется. И именно это является серьезной проблемой, потому что большая часть растения, как правило - либо несъедобна, либо малопитательна - либо и то и другое.) И даже самые перспективные штаммы хлореллы - могут быть использованы в пищу только как добавка к рациону, причем - не очень хорошо усваиваемая добавка.)

Представьте себе - вы вырастили урожай космического картофеля - что делать с листьями, стеблями и корнями? Переработать в нечто питательное эту массу очень сложно. Теоретически можно пустить полученные вещества на повторные циклы минерализации, да - но сколько энергии, места, времени и побочных технологических линий это потребует?

В нашем примере, всю эту массу дешевле будет просто выбросить в пространство или вывести из системы, а это значит - вывести углерод, кислород, минеральные вещества и все остальные атомы.) Или же напротив - потребуется введение дополнительных масс вещества извне. Так, к примеру - в ходе блестящего эксперимента в системе БИОС-3, замкнутость по пище составила лишь 50%.

Разумеется, теоретически, создание полных замкнутых регенеративных циклов по типу земной биосферы на космическом аппарате возможно. Я могу предположить, что даже сейчас, при условии, что все человечество сильно напряжется, оно сможет создать такую систему на МКС. Даже в невесомости. Теоретически. Но это будет уже не космический аппарат - а космический огород, космический сад и космический лес - и совсем немного от космической станции при них. Зачем?

Вот и получается, что кислород на МКС по прежнему приходиться доставлять с Земли.... Только не в виде баллонов со сжиженным кислородом. Кислород на МКС доставляется в виде воды, вода это и есть кислород на 87,5% (8:1). И уже на борту станции эта вода разлагается на кислород и водород при помощи аппарата "Электрон ВМ" - кислород поступает в атмосферу станции, а водород, как и образующийся при дыхании человека углекислый газ, приходиться выбрасывать за борт... Происходит постоянная потеря массы, но это дешевле и проще, чем создавать на станции растительные фотосинтезирующие мощности.


Электролитический аппарат "Электрон ВМ" на стенде.
Именно подобный аппарат производит кислород на МКС

Так что же - не будут цвести космические сады? Возможно будут - но вовсе не в том виде, как мы сейчас это себе предполагаем. Возможно, что углекислый газ будут поглощать специально созданные для этого растительные организмы производящие питательную и легко усваиваемую биомассу - почему нет? Это возможно. Или бактерии...
Впрочем, зачем нам слепо копировать природу? Разработки в иных направлениях ведутся. Все мы знаем о существовании реакции Сабатье, в ходе оторой из углекислого газа и водорода получается метан и вода.

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O

И это уже частичное решение проблемы, вода будет возвращаться в систему регенерации, а метан можно использовать для получения водорода в ходе пиролитического разложения. Неясно пока, правда, что делать с образующимся при пиролизе графитом, но в какой-то степени, разработка подобных технологий позволяет уменьшить потерю массы.

Существуют и другие возможности, которые могут быть реализованы физико-химическими методами. Реакция Бутлерова например, в ходе которой различные моносахара прямо синтезируются из формальдегида. Формальдегид при этом предлагается получать непосредственно из ранее упомянутого метана, окислением.

Все очень просто, элегантно и красиво - и поодобный подход исследутся уже более поллувека, он мог бы вляться полным решением проблемы создания замкнутой системы, если бы не одно но: получаемые в ходе реакции Бутлероваа сахара являютс смесью (рацематом) различных оптических изомеров - половина из которых бесполезна для человеческого организма. Разделение же рацемата моносахаров на D и L формы и сейча представляет собой сложную технологическую задачу. ВВпрочем, если мы предстаим себе, что "оптическую проблему" удастся решить, тогда действительнно, осуществление полого цикла станетт реальным.
есл позволить себе пофантазировать далее - то почему бы нашим потомкам не создать способ прямого синтеза необходимой материи из энергии? Или легко реализуемый способ превращения углерода в кислород и наоборот? Да, сейчас это выглядит фантастистически, но кто ет нам ск сказать - что будвозможно через пятьдесят лет? Кто мог подумать еще 30 лет назад, что в наше ше время, каждый овек будет носить в кармане переносной компактный радиопередатчик компьютер, позволяющий ему за одну секунду связаться с собеседником находящимся на другой стороне планеты или воспроизвести видео в цифровом формате?

Но пока, в смелы планах пилотируемого полета к (на) Марсу, первоочередной задачей является вовсе не проблема обеспечения экипажа корабля кислородом, водой и пищейищей. Сущесщие космические технологии несовершвершенны еще настолько - что на ый план выступает необходимость обеспечения двигателей космического аппарата достаточным количеством топлива. А вовсе не создание полного цикла жизнеобеспечения. Но Но это сейчас - пока вечество не преступило к освоению дальнего космоса.

В любом случае, можно быть уверенными, что действительность и на этот раз превзойдет наши самые смелые ожидание, научный прогресс и развитие технологий уже не остановить - и - и сады, как и "комплексы" на космических аппаратах возделываться не будут, а будет нечто совсем иное, то что мы себе сейчас и представить не можем. И существование космических садов на звездолетах будущего, можно предположить только как эстетическую или лишь дополнительную деталь системы жизнеобеспечения...

Текст авторский.

Источник изображения 1
Источник изображения 2
Источник изображения 3
Источник изображения 4


Comments 41


10.03.2019 11:28
0

@irkinmick Интересно! А "второй Михаил" из моих знакомых здесь - это как раз пользователь @mgaft1!

11.04.2019 10:08
0

Познавательно. А я вот ем таблетку хлореллы каждый день. Снижает давление. )))

10.03.2019 11:33
0

@mgaft1
Правда снижает? Вы это ощущаете, фиксируете?

10.03.2019 11:37
0

@irkinmick Трудно утверждать. Я же от давления также таблетки пью. Но общее самочувствие с добавкой хлореллы улучшилось. Может быть - это эффект плацебо? Кто знает. )))

10.03.2019 11:43
0

Вообще, считается, что какой-то адаптогенный эффект у хлореллы и у иных подобных препаратов есть. Но я точно не знаю, возможно.)
....
Может быть вас таким образом скрытно готовят в космонавты?)) Через американское НАСА)))
....
@mgaft1
С большим интересом читаю ваш "Марксистский цикл".
Наблюдения и мысли человека находящегося непосредственно на месте событий - но не являющегося при этом их прямым участником, стоящим несколько в стороне - всегда ценны)
И часто более объективны и точны, нежели иные.

10.03.2019 11:55
0

@irkinmick Да меня подготавливают к заброске на Марс. Но я, знаете, не любитель долгих полетов. Максимум до Кубы еще ничего.

Спасибо. Да, черт знает что здесь творится. )))

10.03.2019 12:11
0

Фонд БОД сделал репост.
Ваше творчество в ленте.
Наша лента в telegram.
:)

10.03.2019 11:43
0

@djimirji up!
@vik 100%
@urri123456 up!
Смотри J75 у @jackvote!

10.03.2019 12:48
0

Репост!

Искренне ваш @fomka

10.03.2019 16:58
0

Кажется, Мичурин хотел на Марсе яблоки выращивать)

17.03.2019 11:11
0

+++ так хочется что бы и на Марсе и на Венере зацвели зады))

18.03.2019 15:27
0

Вы наградили автора токенами VIZ

18.03.2019 15:27
0

+

Проверка) Тест)

21.03.2019 03:56
0

Вы наградили автора токенами VIZ

21.03.2019 03:56
0

+++ спасибо. Для меня эта информация полезна )

28.03.2019 11:19
0

Вы наградили автора токенами VIZ

28.03.2019 11:20
0

+++

29.03.2019 15:06
0

Вы наградили автора токенами VIZ

29.03.2019 15:06
0

Спасибо.фантастично! расскажу сыну)

30.03.2019 06:02
0

@svitlana
Да.. так, несколько деталей, рад что это показалось вам интересным)
Нет - если говорить не о космических аппаратах, а о возможных колониях и поселениях на других планетах - то там "космические сады" цвести разумеется будут. Если они - эти колонии и поселения будут...)

Хотя... мне лично кажется, что пространство будет освоено не людьми будущего, а автоматическими механизмами будущего, а люди на Земле будут лишь наблюдать за этим процессом.

Но будем надеяться, что я слишком пессимистичен, и технологии достигнут таких высот, что путешествовать и жить вне Земли станет просто и удобно)

30.03.2019 06:23
0

@irkinmick, а вы сами-то где?
Я пришел, тебе нэма - пидманула, пидвела!)))

08.04.2019 10:39
0

@tortellini
В смысле? Я выполнял специальное секретное задание!

08.04.2019 10:41
0

@irkinmick
Ух ты, секретное задание!...
А я!... а мне!... а у меня!...
В общем, у меня тоже что-нибудь есть)

08.04.2019 10:44
0

@tortellini
А у нас токен отменяют! Все бегают продают покупают))
К лету обещают переход на новый Голос!
Еще круче будет! Инфа сотка!

08.04.2019 10:49
0

@irkinmick Куда уж еще круче)))
Ладно, буду потихоньку вникать, что тут происходит...
Спасибо за информацию)

08.04.2019 10:54
0

@tortellini
Большое пожалуйста.) Не все так плохо. Здесь.
Представьте себе - будет переход и, по счастливой случайности - все посты у всех исчезнут))) Аккаунты останутся, кошельки останутся - а посты исчезнут.
Только незапятнанная чистота!
Вот было бы круто)))

08.04.2019 11:00
0

@irkinmick
В общем, нам готовят очередную подлянку)

08.04.2019 11:06
0

@tortellini
Да нет... Почему подлянку?
Какое им до нас вообще дело)

08.04.2019 11:16
0

чувствуется что пишет человек разбирающийся в химиии и биологии. сам маленько в этом соображаю.очень содержательный пост

13.04.2019 10:47
0

@rainer
Спасибо. Так, несколько мыслей и некоторые сведения.
Рад, что они показались вам интересными)

13.04.2019 11:45
0