Главная Что нужно человеку для полета в космос?
Что нужно человеку для полета в космос? Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
30.05.2015 14:50

Полет человека в космос возможен при условии, если его будет окружать привычная для организма среда, защищенная от космического вакуума и холода надежной оболочкой.

Поэтому корпус космического корабля должен быть абсолютно герметичным, то есть непроницаемым для воздуха, и иметь надежную тепловую изоляцию. Для полной гарантии безопасности полета, в случае разгерметизации корабля, а также для выхода космонавтов в открытый космос были созданы специальные скафандры самостоятельной системой жизнеобеспечения. При проектировании и изготовлении космических кораблей и скафандров вместе с инженерами работали ученые-биологи, ведь кроме чисто технических задач нужно было точно знать, сколько человеку нужно кислорода для нормального дыхания в необычных условиях космического полета, при перегрузках и в состоянии невесомости. Предстояло решить сложную задачу поглощения выдыхаемой человеком углекислоты и т. д.

Сейчас, когда человек побывал в космосе несколько десятков раз, ученые уже знают, как чувствует себя его организм при полете на орбите вокруг Земли. Как влияет на него невесомость. Однако тридцать лет назад никто не мог себе представить, сможет ли человек вообще выдержать перегрузки, возникающие при полетах на реактивных самолетах.

Первыми космическими путешественниками на спутниках Земли были не люди, а растения и животные: водоросли, различные семена, мыши, собаки - Лайка, Белка, Стрелка.

Эти опыты доказали, что земные организмы могут жить в космосе.

Космическая биология и медицина должны были ответить на вопрос: как переносит человек длительные полеты в космосе? Что необходимо для обеспечения безопасности полета человека, и как подготовить космонавта к космическому рейсу?

Большую помощь в этом деле оказал опыт, накопленный медициной при подготовке летчиков к полетам на реактивных самолетах. Ученые-медики в сотрудничестве с учеными-электриками создали много остроумных приборов, позволяющих контролировать непосредственно в полете работу сердца, частоту пульса, кровяное давление. Эти данные передаются на командный пункт для того, чтобы врачи могли следить за состоянием космонавта во время космического путешествия.

Так обстоит дело сейчас, но человек стремится все дальше и дальше от Земли. Какие могут возникнуть при этом трудности?

Для нормальной жизнедеятельности организма человеку нужно большое количество пищи, кроме того, необходимо регенерировать воздух, воду и многие другие вещества, столь важные для его существования. С увеличением длительности пребывания человека в космосе, при полетах на другие планеты, нужно обеспечить космонавтов продуктами питания, водой и создать привычную для организма среду в кабинах межпланетных кораблей и орбитальных станций.

Для того чтобы человек мог существовать и работать в течение суток, ему нужно: 80-100 граммов белка, 350-400 граммов углеводов, около 2,5 литра воды и 600- 650 литров кислорода. Кроме этих основных веществ организму необходимы минеральные соли, витамины и т. д. В кабине космического корабля и орбитальной станции необходимо поддерживать заданный состав воздуха, давление и температуру.

Возможно, лет через 10-15 человек совершит первые полеты к Марсу. Вы уже сейчас знаете, что до Марса космический аппарат летит более шести месяцев, а для преодоления пути от Марса к Земле необходимо затратить 1,5 года, или 730 суток. Предположим, что на нашем корабле команда из двенадцати человек. Ежедневно человек, по самым скромным подсчетам, потребляет только с пищей два литра воды. Произведем несложный подсчет.

Какое количество воды необходимо взять команде на два года?

Два литра умножим на 730 дней и еще раз на 12 человек.

Таким образом (не считая воды, потребной для гигиенических целей), в космический корабль нужно погрузить около 18 090 литров воды.

Учитывая все остальные потребности космонавтов, количество воды в грузовых отсеках корабля придется увеличить в 2-3 раза. Если, придерживаясь такого простого принципа загрузки корабля, мы подсчитаем все, что необходимо взять команде в полет, то окажется, что современные ракеты нельзя будет сдвинуть с места.

Какой же выход из такого положения?

Может быть, это явится преградой для длительных полетов человека в космос?

Конечно, нет. Ученые предложили использовать «опыт» Земли и создать в космическом корабле малый круговорот веществ.

Как происходит этот процесс на Земле, не можем ли мы научиться у природы регенерировать воду, воздух и т. д.? Рассмотрим простой пример, известный вам из школьного курса ботаники. Земные растения выделяют кислород, используя для этого солнечный свет, воду и углекислый газ. В результате образуются углеводы и выделяется кислород.

Таким образом, кислородом можно обеспечить команду космического корабля за счет жизнедеятельности зеленых растений в условиях длительного полета. Тем не менее этот процесс сложен и в техническом отношении. Для космонавтов в течение суток требуется большое количество кислорода.

Не брать же с собой березовую рощу! Что может заменить ее?

Многочисленные опыты показали, что наибольшее количество кислорода выделяет В процессе фотосинтеза микроскопическая водоросль хлорелла. Размеры шариков хлореллы всего лишь около одного микрона , однако на единицу веса хлорелла может выделить во много раз больше кислорода, чем любое из известных нам растений.

У нас в стране проводились исследования по созданию установок, где кислород человек получал за счет фотосинтеза микроводорослей - хлореллы.

Такая установка состоит из особых прозрачных сосудов (биокультиваторов), оснащенных устройствами, которые позволяют автоматически поддерживать заданную температуру среды, регулировать подачу воздуха, питательных веществ. С помощью таких приборов человек может получить кислород и большую биомассу, состоящую из белков, углеводов и других веществ. Однако прямо в пищу хлореллу использовать человек не может, так как его желудок не способен перерабатывать клетчатку, из которой состоит оболочка водоросли. Полученная масса хлореллы должна быть как-то предварительно переработана. В настоящее время пока нет достаточно надежных способов превращения хлореллы в полноценный продукт питания человека, минуя промежуточных потребителей (сельскохозяйственных животных, домашнюю птицу), несмотря на то, что по химическому составу растительная масса хлореллы богата белками (около 50%) и жирами (около 20%), углеводами, витаминами. Причем соотношение химических соединений в хлорелле можно регулировать, изменяя условия выращивания водоросли. Со временем, видимо, можно будет превращать хлореллу непосредственно в продукты питания человека и химическим путем.

В космическом корабле можно будет осуществить переработку отходов и выделений человека и животных в продукты, необходимые для выращивания этой водоросли, и таким образом замкнуть цикл круговорота веществ с использованием солнечных лучей. Космические корабли будут оснащены автоматическими установками по утилизации отходов и получению жизненно важных для космонавтов продуктов.

Вы скажете: «Так будет! А что сейчас уже сделано?»

5 ноября 1967 года начался двенадцатимесячный эксперимент в специальной лабораторной герметической камере. Можно сказать, что это был первый опыт по созданию прототипа внеземной станции, где часть питания испытатели получали за счет выращенных в оранжерее растений. Итак, три испытателя - врач Г. А. Маковцев, биолог А. Н. Божко и техник Б. Н. Улыбышев - вошли в камеру. Основная цель эксперимента состояла в выяснении возможности длительного существования людей в замкнутом объеме, где воду и кислород испытатели получали за счет регенерации продуктов жизнедеятельности человека. Углекислый газ поступал к микроводорослям - и в результате фотосинтеза происходило выделение кислорода и образование сложных органических веществ.

Для питания людей был разработан особый рацион. В состав его входили обезвоженные продукты и зелень: хибинская капуста, кресс-салат, огуречная трава и укроп. Эти растения были выращены в оранжерее во время эксперимента. Для того чтобы приблизить опыт к реальным условиям, использовали специальные лампы, где свет по составу был таким же, как и солнечный. Так как нашу земную почву брать в корабль невыгодно из-за значительного ее веса, то в оранжерее была применена искусственная почва, которая легче естественной. Искусственная почва составлялась из специальных смол, обогащенных питательными веществами.

Эксперимент продолжался год и 5 ноября 1968 года был завершен. За это время, если бы испытатели летели к Марсу, они уже могли побывать на планете и пролететь значительный путь обратно.

Опыт, поставленный на Земле, показал, что снабжать экипаж космического корабля пищей может такая система, в которую входят: человек, растения, животные - так называемое пищевое звено. Кроме того, звено утилизации с химической обработкой питательных растворов для растений и животных и еще звено регенерации воды. Поскольку на Земле мы знаем только о таком способе производства органического вещества из неорганических соединений, то эта часть общей цепи будет играть главную роль в нашей системе. Растения, в первую очередь микроскопические, позволяют иметь достаточное количество кислорода и воды. Кроме того, они обеспечивают поглощение углекислого газа и отходов жизнедеятельности животных и человека.

Правильное выращивание растений позволит получать продукты в течение всего полета и вместе с тем создавать привычную для человека обстановку.

Однако растительное звено не может обеспечить человека белками животного происхождения, поэтому космонавтам придется брать с собой в путешествие быстро растущих животных. Чтобы подготовиться к такому полету, понадобятся усилия ученых различных специальностей: биологов, ботаников, зоологов, технологов, техников, электроников, энергетиков, математиков. Без такой подготовки человек не сможет лететь даже на планеты Солнечной системы.

Глобус 1974

Trackback(0)
Comments (0)Add Comment

Write comment

security code
Write the displayed characters


busy
 

При использовании материалов - активная ссылка на сайт https://go-way.ru/ обязательна
All Rights Reserved 2008 - 2020 https://go-way.ru/

������.�������
Designed by Light Knowledge