Как обеспечить выживание в сверхдальних полетах?

Европейские астрономы подсчитали количество бортового пространства, необходимого для обеспечения питания экипажа космического корабля в течение жизни нескольких поколений. Это одна из многих задач, которую необходимо решить для успешного путешествия к планетам, вращающимся вокруг других звезд.

Долгий полет

«С нашими нынешними технологиями невозможно достичь экзопланет менее чем за несколько тысячелетий», — заявил Фредерик Марин, ученый из Астрономической обсерватории Страсбурга во Франции, который возглавлял новое исследование.

Чтобы достичь даже ближайшей экзопланеты — Проксимы Центавра b, потребуется около 6300 лет.

Это намного дольше, чем срок жизни любого космического путешественника. И поэтому подобные космические корабли должны быть кораблями поколений.

«Первоначальное население корабля будет стареть и умирать. Но их потомки будут продолжать путешествие — говорит Марин.

Марин и его команда подняли интересную тему. Ученые захотели выяснить, как человеческое население сможет развиваться и выживать в условиях ограниченных ресурсов космоса.  Особенно если путешествие происходит в один конец.

Ранее они рассчитали минимальный размер первоначального экипажа, потомки которого прибыли бы в пункт назначения без генетических нарушений. Оказалось, что для обеспечения 100% успеха миссии необходимо всего 98 членов экипажа.

Но как обеспечить пищей эту команду в течение всего времени путешествия?

Источники пищи

Создание запасов сухих продуктов питания не подойдет для решения этой проблемы. Они занимают слишком много места, а содержащиеся в них витамины со временем станут бесполезными. Космонавты, работающие на МКС в настоящее время потребляют около 1,8 кг сублимированной пищи в день. Но кормить экипаж таким образом на протяжении веков означает миллионы тонны дополнительного груза.

Лучший и наиболее очевидный вариант — выращивать зерновые культуры и разводить животных на борту корабля. По сути это означает наличие на борту целой фермы. Это позволит не только производить свежие продукты, но и перерабатывать питательные вещества и отходы жизнедеятельности. Такой подход позволит генерировать кислород и постоянно очищать воздух. Это превратит космический корабль в замкнутую экологическую систему.

Но космические корабли имеют ограниченное пространство. Так сколько же этого дефицитного ресурса нужно будет отдать под земледелие?

Марин и коллеги использовали числовой код под названием НАСЛЕДИЕ для решения вопроса. Они оценили ежегодное потребление калорий экипажем на борту, а затем объединили это с параметрами, установленными при современных методах ведения сельского хозяйства. Это позволило примерно рассчитать размер требуемого пространства.

Для команды из 500 человек со всеядной диетой достаточно всего лишь 0,45 квадратных километра, чтобы накормить всех. Исследование предполагает, что фрукты, овощи, крахмал, сахар и масло будут производиться с использованием аэропонных технологий. Они позволяют растениям расти без почвы. А традиционное сельское хозяйство будет давать мясо, рыбу, молочные продукты и мед.

Совпадение прогнозов

Марин говорит, что этот размер хорошо согласуется с прогнозом Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций. Он утверждает, что половина гектара земли на человека — это минимальное количество сельскохозяйственных угодий, необходимых для устойчивой продовольственной безопасности. В этом случае рацион питания будет включать даже мясо.

«Наши исследования выходят за рамки аэропонных процессов. В них также учитывается и влияние микрогравитации», — говорит Марин.

Однако Майк Диксон, независимый исследователь из Центра исследований систем управляемой среды в Университете Гвельфа в Канаде, отмечает, что предыдущие исследования выдвигали меньшие требования к количеству земли на одного человека.

Площадь обрабатываемой земли — не единственная проблема, от которой зависит производство пищи на космическом корабле. Исследования показывают, что растения в космосе растут медленнее. Освещение, температуру, влажность и углекислый газ Земли можно имитировать. Но гравитацию и радиацию воссоздать сложнее. И их влияние еще не было тщательно изучено.

Новое исследование не касается, пожалуй, самого важного требования для жизни — воды. Пища может быть разной. Но создать систему устойчивого круговорота воды на космическом корабле будет намного сложнее. Эту проблему Марин и его команда надеются решить в ближайшем будущем.

Оставьте комментарий

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: