Перечитываем марсианские хроники

По материалам лекции биолога Егора Задереева

Марсоход «Curiosity» в 2012 году вновь обратил воображение людей к «красной планете». В апреле этого года глава NASA Чарльз Болден заявил о необходимости колонизировать Марс, чтобы человечество могло продолжить свое существование. Для этой цели набираются добровольцы… Что все это значит?

Можно ли выжить на другой планете?

Егор Задереев приводит простой пример замкнутой экосистемы: стеклянный шар с водой, водорослью и креветкой. Креветка дышит, водоросль потребляет углекислый газ, выделяемый креветкой, предоставляя взамен кислород. Колониям в космосе понадобится нечто подобное.

В Советском Союзе о колонизации Луны, Марса и Венеры думал Сергей Королев. Разумеется, ближайшей целью была Луна. 1960-70-е годы стали периодом активности Советского лунного проекта. Планировалось создание долговременной лунной базы. Ее разрабатывало КБ общего машиностроения под руководством В. П. Бармина в рамках программы «Большое кольцо». Доставку ее компонентов на Луну предполагалось осуществить с помощью ракет-носителей «Н-1» и «Протон». В течение пяти лет на ней могли бы постоянно находиться от 4 до 12 человек.

Ракета-носитель Протон М

Проведённые ими исследования и опыт, полученный при сборке и эксплуатации этого лунного дома, должны были стать основой для дальнейшего освоения Луны во всё больших масштабах. Эскизное проектирование базы завершилось в 1973 году. Однако в марте 1972 года произошел последний провал при запуске «Н-1». В мае 1974 года программа «Н-1», а с ней и советская пилотируемая лунная программа, были окончательно свернуты.

Что, собственно, нужно человеку? 300 кг кислорода, 2,5 тонны воды, 400 кг пищи в год. Один из экспериментов на выживание человека в замкнутой экосистеме провели красноярские биофизики (Л. В. Киренский, И. А. Терсков, И. И. Гительзон). Они получили финансирование от государства (на «БИОС-3» был выделен 1 миллион рублей, – громадные по тем временам деньги) и в 1972 году построили бункер с размерами 14 Х 9 Х 2,5 м. Он имел четыре одинаковых герметичных отсека: один для проживания троих людей, остальные для выращивания водорослей и высших растений. В «оранжереях» при искусственном освещении выращивалась пшеница, соя, салат, чуфа, морковь, редис, свёкла, картофель, огурцы, щавель, капуста, укроп, лук. Все растения — специальных сортов, с укороченными стеблями, что позволяло снизить количество отходов. Из чуфы (среднеазиатской травы) делалось растительное масло. Всевозможные консервы дополняли рацион.

Петров Н. И. и Терских В. В. в установке «БИОС-3» с собранным урожаем пшеницы. Готовят обмолот в специально сконструированной для этого эксперимента мельнице.       Фото 1973 года © Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН

Самый долгий непрерывный период пребывания людей в бункере длился шесть месяцев. Получилось неплохо: на 99% удалось достичь «замыкания» по воде и воздуху, на 50% по еде (вторые 50% пищи брали из припасов). Однако людям пришлось непрерывно, день и ночь следить за тем, чтобы их еда не испортилась, а растения росли нормально. Автоматика давала сбои, всё нужно было контролировать самим. И активность их этим вынужденно исчерпывалась.

После перестройки на базе Красноярского Института биофизики СО РАН был создан Международный центр замкнутых экологических систем, который продолжает исследования в области переработки отходов и выращивания растений в замкнутых экосистемах.

Biosphere-2, общий вид

Американский аналог в этой области – проект под названием «Biosphere 2». В 1985-2007 годах он финансировался частным лицом – мультимиллионером Эдом Бассом. «Биосфера-2» расположена в городе Оракл, в Аризоне, у основания гор Санта Каталина на высоте 1200 м над уровнем моря. Это система воздухонепроницаемых стеклянных куполов. Идея заключалась в том, чтобы поместить в искусственно созданные локации (океан с коралловым рифом, тропический лес, саванну, пустыню) самые разные виды животных и растений. И человека. Строительство куполов обошлось в 150 миллионов долларов. По уверениям проектировщиков, «Биосфера-2» могла просуществовать в автономном режиме не менее 100 лет.

Biosphere-2. Искусственно созданный коралловый риф

В первом эксперименте участвовали восемь человек, он продлился два года. Это время было наполнено весьма драматическими событиями: уровень кислорода критически падал, неожиданно размножились тараканы и муравьи, некоторые животные вымерли, люди в куполах стабильно не доедали (хотя, несмотря на это, некоторые участники даже создали семьи).

Вторая попытка американцев оказалась провальной из-за ссор в команде. В конце концов Эд Басс охладел к проекту. Сегодня на этот «Ноев ковчег» в штате Аризона водят экскурсии.

Участники проекта «Лунный дворец – 1»

В прошлом году в Китае завершился проект «Лунный дворец – 1», длившийся три месяца. По мнению Е. З., «Лунный дворец-1» полностью копирует красноярский «БИОС-3». Различие лишь в новизне техники и в источнике белка. У красноярцев в этой роли были мясные консервы, у китайцев, в частности, черви. О результатах эксперимента  судить невозможно, никакого официального отчета опубликовано не было.

Так что же колонии на «красной планете»?

Марс слишком отличается от  Земли – разнятся давление и состав атмосферы, температура, радиационный фон, магнитное поле, отсутствует озоновый слой...  Для жизни там придется или строить искусственную биосферу, или вызвать генную мутацию человека. Все это сейчас ирреально – и в научном,  и в юридическом, и в финансовом плане. Поэтому проекты марсианских колоний, по мнению Е. З., – это, прежде всего, PR-акция.

Между тем, согласно  программе  Mars One (добровольной колонизации Марса), первые поселенцы должны появиться там в 2023 году. Уже скоро, стало быть.