Михаил Васильев - Путешествия в космос

Этот процесс можно моделировать. В колбу насыпают немного земли и проросшие семена растений, например гороха. Землю в меру увлажняют, отверстие колбы герметически закупоривают и переворачивают вниз горлышком. И этот изолированный в колбе мир ставят на подоконник.

Семена растений в колбе нормально прорастают, развиваются, свежая зелень лепестков заполняет все воздушное пространство колбы. Нет сомнения, что растения там для своего роста так же поглощают из воздуха углекислый газ, как и все растения на Земле. А восстанавливается он за счет жизнедеятельности бактерий, живущих в почве и питающихся опавшими листьями, отмершими частями корневой системы, веток и т. д. В колбе осуществляется полный кругооборот питательных веществ, воды и кислорода.

А почему бы такой кругооборот не осуществить на космическом корабле?

Надо будет только захватить с собой устройства, в которых можно бы было разводить растения. Для осуществления кругооборота кислорода величина этой «космической оранжереи» может быть не очень большой: всего нескольких квадратных метров листвы растений будет достаточно, учитывая повышенную интенсивность солнечных лучей в мировом пространстве, для того чтобы восстанавливать кислород, окисляемый дыханием одного человека.

Есть предположение применить для восстановления кислорода водоросли. В этом случае вместо оранжерей сопровождать корабль в пространстве будут своеобразные аквариумы, видимо, состоящие из близко расположенных друг к другу прозрачной и непрозрачной стенок, между которыми в тонкой прослойке воды будут обитать водоросли. К лучам Солнца эти аквариумы будто повернуты прозрачной стороной.

Сквозь воду будет систематически продуваться воздух. В процессе этого прохождения он и будет освобождаться от углекислоты и насыщаться кислородом.

В этой колбе — целый изолированный мир с полным кругооборотом всех веществ, необходимых для жизнедеятельности населяющих его растений и бактерий.

Для полного кругооборота пищевых веществ «космические оранжереи», конечно, должны быть значительно больше по величине, но не так уже намного, как может показаться с первого взгляда.

Действительно, при интенсивном ведении сельского хозяйства в полевых условиях обыкновенная клубника дает урожай в 200 центнеров ягод с гектара — по 2 килограмма с квадратного метра. Некоторые садовые культуры, например капуста, дают урожай до 900 центнеров с гектара. Это при условии получения одного урожая в год.

Значительно больше пищевых продуктов дает человеку 1 кв. метр парника или оранжереи. Прежде всего в парниках за год выращивают не один, а несколько урожаев. Затем в лучших условиях парников растения дают большие урожаи.

Трудно сейчас сказать, как удастся приспособить наши земные растения к жизни в космическом пространстве, как они будут развиваться в условиях отсутствия тяжести, интенсивного облучения обогащенным светом Солнца, и т. д. Но, по всей вероятности, можно будет подобрать такие виды земных культурных растений, которые смогут плодоносить в этих новых условиях не менее, а более интенсивно, чем на Земле. И учитывая, во-первых, повышенную интенсивность солнечной радиации, не ослабляемой земной атмосферой, во-вторых, непрерывность этого облучения, можно рассчитывать значительно превзойти предельные для Земли цифры производительности 1 метра оранжереи. И тогда оранжерея, обеспечивающая полный кругооборот не только кислорода, но и пищевых веществ для всего экипажа корабля, будет иметь площадь всего в несколько сотен или тысяч квадратных метров.

…Пройдемте в космическую оранжерею. С помещением корабля она соединена довольно длинным коридором, стенки которого являются как бы осью, соединяющей корабль и оранжерею в одну систему, вращающуюся вокруг общего центра тяжести таким образом, что поверхность оранжереи все время остается перпендикулярна к лучам Солнца.

Издали оранжерея похожа, повидимому, на огромный противень, закрытый прозрачным пластмассовым листом. Этой прозрачной стороной она обращена к Солнцу, на ее непрозрачной задней стороне уложено несколько рядов пластмассовых сеток, между которыми находится некоторое количество почвы и за которые хорошо держатся корни растений.

Впрочем, не из этой почвы, которая по существу является просто заполнителем, получают необходимые пищевые вещества растения оранжереи, а из воды, непрерывно подаваемой на один край этого поля. С этой водой к растениям в измельченном виде попадают и все отбросы. Под влиянием центробежной силы вода медленно протекает сквозь заполнитель, омывая корни растений.

Воздуходувки и вентиляторы обеспечивают в оранжерее непрерывный ток воздуха. Пройдя фильтр из активированного угля, богатый кислородом и озоном, образовавшимся из-за влияния ультрафиолетовых лучей, не задерживаемых пластмассовым стеклом оранжереи, воздух поступает в жилые помещения корабля. А оттуда в оранжерею направляется «отработанный» воздух, богатый углекислым газом и бедный кислородом.

Уцепившись корнями за переплетение сеток, растения в оранжерее тянут свои стволы и ветви «вверх», к общему центру вращения корабля и оранжереи. Их листья повернуты навстречу горячим лучам Солнца.

Снабженный такой оранжереей, космический корабль сможет неопределенно долгое время пробыть в мировом пространстве, не возобновляя никаких запасов. Так же, как не возобновляет никаких запасов вечно летящая в мировом пространстве Земля.

Но, может быть, нам вовсе не следует тащить за собой в космос такое колоссальное сооружение, как оранжерея? Тем более что ее громадная поверхность представляет отличную мишень для метеоритов, может быть легко разрушена ими.

Некоторые ученые считают, что кругооборот веществ в космическом корабле можно будет обеспечить с помощью химических реакций, искусственным образом синтезируя из пищевых и других отбросов исходные питательные вещества. Возражать трудно. Да, действительно, уже достижения сегодняшней химии позволяют осуществлять синтез многих органических веществ, в том числе и таких, которые могут быть использованы для питания. Стремительное развитие химии сможет, видимо, в ближайшем будущем осуществить синтез белков и жиров в таких границах, что полный кругооборот веществ на космическом корабле можно будет обеспечить искусственно и без помощи растений. Но это станет возможно только при условии, что лаборатория, в которой пойдут эти реакции синтеза, будет обеспечена достаточными количествами энергии.

Действительно, ведь потребляя пищевые продукты, разлагая в конечном итоге сложные молекулы белков, жиров, углеводов на более простые, мы используем выделяющуюся при этом энергию, как бы «сжигаем» пищевые вещества у себя в организме. В этом отношении живой организм до какой-то степени подобен топке парового котла, в которой освобождающаяся при горении топлива энергия используется для нагревания воды и пара. Вылетающие в трубу этой топки газы и упавшая сквозь колосниковую решётку зола содержат в себе все вещества, которые входили в состав топлива. Недостает только энергии, которая в скрытом виде была заключена в молекулах топлива. И создать снова эти сложные молекулы из более простых молекул газов и золы можно, только вернув отнятую у топлива энергию.