Продолжение. Начало см.
http://www.proza.ru/2015/12/15/207
На фото слева направо: космические оранжереи, проекты США (слева) и ФРГ (справа); Стэнфордский тор
Жизнеобеспечение людей в полёте.
В своём романе Р.Хайнлайн поднял проблему перемещения и жизнеобеспечения больших масс людей в космическом пространстве.
Прежде всего, человек нуждается в кислороде. Суточное потребление кислорода человеком варьирует от 300 л в покое до 1000 л при тяжелой физической работе, при этом на 1000 литров потребляемого кислорода выделяется 830 л углекислого газа.
В стандартных условиях газовой среды в кабине космического корабля потребление кислорода космонавтами составляет 7,3—7,5 л на 1 кг веса или примерно 550 литров для человека весом 70 кг.
Таким образом, 6 000 путешественников используют за сутки от 3,5 до 6 миллионов литров кислорода. Колоссальное количество газа!
Задачу обеспечения людей кислородом на космическом корабле может решить устройство оранжереи, где зелёные растения под воздействием искусственного света будут поглощать углекислый газ, выделяя кислород.
В качестве растения, способного очищать воздух в изолированном пространстве, специалисты из NASA рекомендуют хлорофитум.
Хлорофитум — рекордсмен среди комнатных растений по скорости и качеству очистки воздуха от вредных примесей, бактерий и плесневых грибов. Это растение активно очищает воздух помещений от токсичных соединений азота и серы, от угарного газа и бензола, от фенола и формальдегидов.
Не менее эффективны в этом отношении и водоросли.
Один из видов водорослей семейства хлорелл может стать прекрасным средством для освежения воздуха в кабинах космических кораблей и одновременно может служить источником снабжения космонавтов свежими овощами и питанием.
Одноклеточные водоросли семейства хлорелл, если обеспечить им надлежащий уход, растут с такой быстротой, что за сутки масса увеличивается в 5 - 10 раз.
Небольшой аквариум с водой и водорослями, емкостью 65 литров, вполне достаточен для снабжения одного человека воздухом и питанием в течение многих дней.
Кроме того, учёным удалось вырастить новые сорта водорослей, устойчивые против тяжелых условий космического полета, быстрее размножающиеся, дающие больше кислорода и поглощающие больше углекислоты.
Помимо воздуха, космонавтам требуется и вода. Потребление воды для взрослого человека составляет от двух до пяти литров в сутки; для шести тысяч человек путешественников это составит от 12 до 30 тонн. В сутки!
Кроме того, вода нужна человеку не только для питья, но и для умывания, и для стирки одежды, и, разумеется, для приготовления пищи и мытья посуды, а это многие и многие тонны воды. Так, для умывания путшественники Хайнлайна получали по два литра воды два раза в неделю; конечно, этого количества воды совершенно недостаточно.
Но воду активно потребляют и зелёные растения. Например, одно растение капусты за сезон испаряет с поверхности листьев до 300 л воды. Для выращенивания пшеницы требуется 500 мм осадков в год.
Поэтому в условиях изолированного пространства остро встаёт проблема регенерации использованной воды - другого пути решения этой важнейшей задачи просто не существует.
Не менее важной является задача обеспечения космических путешественников продуктами питания.
Для поддержания жизнедеятельности своего организма человек должен потреблять в сутки, при условии, что он занимается физическим трудом, около 140 г. белка, примерно столько же жиров, до 450 г углеводов и несколько граммов минеральных солей и витаминов.
Одним из источников снабжения космонавтов продуктами питания станут водоросли. Но в долгом путешествии космонавтам потребуется более разнообразная растительная пища, насыщенная витаминами.
Обыкновенная клубника дает урожай по 2 килограмма с квадратного метра. Некоторые садовые культуры, например капуста, дают урожай до 900 центнеров с гектара (9 килограммов с квадратного метра).
На борту космического корабля можно выращивать растения, богатые белком, такие, как бобовые, злаки, грибы, орехи.
Значительный урожай даёт человеку 1 кв. метр парника или оранжереи, при этом, в парниках за год можно вырастить не один, а несколько урожаев.
Затем, в лучших условиях парников растения дают большие урожаи, чем на открытом грунте.
Эта задача будет стоять перед учёными будущего, когда назреет вопрос путешествий на дальние планеты Солнечной системы.
Таким образом, проблема жизнеобеспечения космонавтов при длительных космических полётах, в принципе, решаема.
Источник:
Продолжение см.
http://www.proza.ru/2015/12/20/542