Çfarë merr ekosistemi nga hapësira? Anija kozmike si një ekosistem artificial

1 rrëshqitje

Çdo organizëm i gjallë në natyrë gjendet vetëm aty ku gjen të gjitha kushtet për jetë: ngrohtësi dhe dritë, mbrojtje nga armiqtë, ushqim dhe ujë të mjaftueshëm. Ky është habitati i tij. Një organizëm i gjallë ndihet si në shtëpinë e tij, por në një vend tjetër ai lehtë mund të vdesë. Ariu - në pyll Kaktus - në shkretëtirë Peshkaqeni - në det Sundew - në moçal KUSH ËSHTË RESHTË KU

2 rrëshqitje

Qenie të ndryshme të gjalla që banojnë në të njëjtin habitat janë të lidhura ngushtë. Shumë prej tyre nuk mund të bëjnë pa njëri-tjetrin. Organizmat që jetojnë së bashku dhe pjesa e tokës ku ata ndihen si në shtëpi së bashku formojnë një sistem ekologjik, ose thjesht një ekosistem. Ekosistemi është projektuar jashtëzakonisht me mençuri: ka gjithçka që ju nevojitet për jetën dhe nuk ka asgjë të tepërt. Sekreti i një ekosistemi qëndron në lidhjet ushqimore të banorëve të tij. Në natyrë, organizmat e një specie shërbejnë si ushqim për organizmat e një specie tjetër.

3 rrëshqitje

Roli kryesor në ekosistem u takon bimëve. Ata furnizojnë substanca organike për të gjithë banorët e ekosistemit. Meqenëse bimët krijojnë substanca organike nga drita, ajri, uji dhe mineralet. Bimët shërbejnë si burim ushqimi për pjesën tjetër të banorëve të ekosistemit, për këtë arsye quhen "bukëfitues". Për më tepër, bimët pastrojnë ajrin duke çliruar oksigjenin e nevojshëm për frymëmarrjen e organizmave të gjallë.

4 rrëshqitje

Kafshët nuk mund të transformohen minerale te organike. Ata ushqehen me bimë ose kafshë të tjera dhe marrin substancat e nevojshme organike nga ushqimi i tyre. Prandaj, kafshët quhen "ngrënës" - ky është roli i tyre kryesor në ekosistem. Përveç kësaj, kafshët marrin frymë, duke marrë oksigjen nga ajri dhe duke lëshuar dioksid karboni.

5 rrëshqitje

Nëse midis qenieve të gjalla do të kishte vetëm "ushqyes të bukës" dhe "ngrënës", atëherë shumë mbeturina do të grumbulloheshin në ekosistem: bari i vitit të kaluar, gjethet dhe degët e rënë dhe mbetjet e kafshëve. Por ato nuk grumbullohen, por shkatërrohen shpejt nga kërpudhat, bakteret mikroskopike, si dhe kafshët e vogla që jetojnë nën gjethet e rënë. Ata të gjithë përpunojnë mbetjet natyrore dhe i kthejnë ato në minerale që mund të përdoren përsëri nga bimët. Prandaj, këta organizma të gjallë quhen "pastrues". Mbetjet e ndara të bimëve dhe kafshëve shtojnë pjellorinë në shtresën e sipërme të tokës, të quajtur tokë.

6 rrëshqitje

Substancat në një ekosistem kalojnë nga një organizëm në tjetrin në një rreth. Substancat përpunohen, ndryshojnë vetitë e tyre, por nuk zhduken, por përdoren vazhdimisht. Ekosistemi nuk ka nevojë për asgjë përveç dritës së diellit. Falë kësaj, ajo mund të jetojë për një kohë shumë të gjatë nëse asgjë nuk ndërhyn. Bimët nuk kanë nevojë të ujiten, të plehërohen ose të pastrohen. Kafshët nuk kanë nevojë të ushqehen. Nuk ka nevojë të pastroni mbeturinat pas tyre - "pastruesit" e bëjnë këtë.

7 rrëshqitje

Një ekosistem është një "komonuelth" i natyrës së gjallë dhe të pajetë në të cilën të gjithë banorët ndihen si në shtëpinë e tyre. Organizmat në një ekosistem kryejnë tre role: "mbjellës të bukës", "ngrënës" dhe "pastrues". Një ekosistem ka gjithçka që u nevojitet banorëve të tij për të jetuar. Ata marrin dritë nga hapësira vetëm nga dielli. Nuk ka asgjë të tepërt ose të panevojshme në një ekosistem: gjithçka që prodhohet përdoret plotësisht nga banorët e tij. Një ekosistem mund të ekzistojë për aq kohë sa të dëshirohet pa ndihmën e jashtme.

1935 A. Tansley prezantoi konceptin e "ekosistemeve" 1940 V.N. Sukachev - "Biocenoza"

Ekosistem pyjor i përzier

1 – vegjetacioni 2 – kafshët 3 – banorët e tokës 4 – ajri 5 – vetë toka

Ekosistemi– i zhvilluar historikisht në një territor ose zonë të caktuar ujore, një sistem i qëndrueshëm i hapur, por integral i komponentëve të gjallë dhe jo të gjallë.

Klasifikimi i ekosistemeve sipas madhësisë Të gjitha ekosistemet ndahen në 4 kategori

Mikroekosistemet

Mesoekosistemet

Makroekosistemet (hapësira të mëdha homogjene që shtrihen për qindra kilometra (pyje tropikale, oqean))

Ekosistemi global (biosfera)

Klasifikimi sipas shkallës së hapjes E hapur i referohet aftësisë për të shkëmbyer energji dhe informacion me mjedisin.

I izoluar

Mbyllur

Hape ∞

Klasifikimi bazohet në një komponent të tillë si bimësia. Karakterizohet nga staticiteti dhe fiziologjia.

Klasifikimi sipas formës së jetës

Drurore = pyll

barishtore = livadh e stepë

Nënshkurre = tundra dhe shkretëtirë

Klasifikimi sipas produktivitetit të ekosistemit

pyll i shkretëtirës

Struktura e ekosistemit

Llojet e lidhjeve në një ekosistem

Trofik (ushqim)

Tropikal (energji)

Teleologjike (informative)

zinxhir ushqimorështë një sekuencë e njësive ushqimore, secila prej të cilave është një organizëm i gjallë.

ujku i lepurit me bar

Niveli trofik – një grup organizmash të caktuar në çdo nivel të piramidës ushqimore.

skifter moose

ujku i lepurit me bar

njeri dhelpër

Lidhjet trofike kryhen nga 3 grupe funksionale të organizmave:

Autotrofet(bimët janë organizma që sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike)

Heterotrofet(organizmat që nuk janë në gjendje të sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike përmes fotosintezës ose kemosintezës. Ata hanë substanca të gatshme)

Dekompozues(Shkatërruesit) (organizmat (bakteret dhe kërpudhat) që shkatërrojnë mbetjet e vdekura të qenieve të gjalla, duke i kthyer ato në përbërje organike inorganike dhe të thjeshta.)

Cikli i vogël (biologjik) i substancave në natyrë

Lidhjet energjetike (tropikale)

Paraqisni dy ligje të ekologjisë

Ligji i Energjisë Akumulative Ekologjike Kjo është aftësia e natyrshme e shumë ekosistemeve për të përqendruar energjinë e marrë nga trupi në substanca organike komplekse dhe për të grumbulluar energji në sasi të mëdha.

Ligji i rrjedhjes së lëndëve ushqyese

Efikasiteti (njerëzor) = 50% Efikasiteti (natyra) = 10%

Komunikimet e informacionit

Në ekosistemet, informacioni mund të transmetohet në mënyra të ndryshme:

Sjellje

(ende nuk njihet në bimë)

Karakteristikat e ekosistemit

Integriteti është veti e një ekosistemi për të funksionuar si një organizëm i vetëm.

Rezistenca është aftësia e një ekosistemi për t'i bërë ballë një sistemi të jashtëm

Qëndrueshmëria e përbërjes është aftësia e një ekosistemi për të ruajtur përbërjen e specieve në një gjendje relativisht të pandryshuar.

Vetërregullimi është aftësia e një ekosistemi për të rregulluar automatikisht numrin e specieve përmes organeve biologjike.

Biosfera. Struktura dhe funksionet

Biosfera- më 1875, biologu austriak Suess.

Kjo është pjesa e poshtme e atmosferës, e gjithë hidrosfera, pjesa e sipërme e saj e litosferës së tokës, e banuar nga organizma të gjallë.

Teoria e origjinës së jetës

Kozmologjike Kjo hipotezë bazohet në idenë se jeta është sjellë nga hapësira

Teologjike

Teoria A.I Oparina

Për eksperimentin e tij, Oparin mori një shishe me një zgjidhje sheqeri

Koacervatet e pikës thithën sheqerin. U shfaq një pamje e një membrane qelizore.

Më 1924, Oparin botoi monografinë "Origjina e jetës." Më 1926, "Biosfera" nga V.I. Vernadsky. Në monografinë e Vernadsky, dallohen 2 postulate:

Roli biokimik planetar në natyrë i përket organizmave të gjallë.

Biosfera ka një organizim kompleks.

Përbërja e biosferës

Vernadsky identifikon përbërjen e biosferës 7 lloje substancash:

Inerte- një substancë që ekziston në natyrë para shfaqjes së organizmave të parë të gjallë (ujë, shkëmbinj, llavë vullkanike)

Biokosnoe- një substancë me origjinë organike që ka vetitë e jo të gjalla. Rezultati i aktivitetit të përbashkët të organizmave të gjallë (uji, toka, korja e motit, shkëmbinjtë sedimentarë, materialet argjilore) dhe proceset inerte (abiogjene).

Biogjenike– një substancë me origjinë organike, e lëshuar në mjedis gjatë proceseve të jetës së tyre. (gazrat atmosferike, qymyri, nafta, torfe, gur gëlqeror, shkumës, mbeturina pyjore, humus dheu, etj.)

Radioaktive

Atomet e shpërndara - 50 km

Substanca me origjinë kozmike

Materie e gjallë- të gjithë organizmat e gjallë që jetojnë në natyrë

Vetitë e organizmave

Ubikuiteti i jetës - aftësia e organizmave të gjallë për të jetuar kudo

Kryerja e reaksioneve redoks

Aftësia për të migruar elementë kimikë

Aftësia për të migruar gazrat

Aftësia për të kryer një cikël të vogël substancash në natyrë

Aftësia për të grumbulluar dhe përqendruar elementë kimikë në indet e dikujt

UDC 94:574.4

https://doi.org/10.24158/fik.22.6.2017

Tkachenko Yuri Leonidovich

Kandidat i Shkencave Teknike, Profesor i Asociuar, Profesor i Asociuar i Universitetit Teknik Shtetëror të Moskës me emrin N.E. Bauman

Morozov Sergej Dmitrievich

Lektor i lartë

Teknik i Shtetit të Moskës

Universiteti me emrin N.E. Bauman

NGA HISTORIA E KRIJIMIT TË EKOSITEMEVE ARTIFICIALE

Tkachenko Yuri Leonidovich

Doktor në Shkenca Teknike, Asistent Profesor, Universiteti Teknik Shtetëror i Moskës Bauman

Morozov Sergej Dmitrievich

Pedagog i lartë në Universitetin Teknik Shtetëror të Moskës Bauman

PAMJE E HISTORISË TË KRIJIMIT TË EKOSITEMEVE ARTIFICIALE

Shënim:

Artikulli shqyrton provat dokumentare të krijimit të ekosistemeve artificiale të destinuara për përdorim në hapësirë ​​dhe kushte tokësore. Tregohet roli pionier i K.E. Tsiolkovsky, i cili së pari zhvilloi konceptin e krijimit të një habitati të mbyllur për njerëzit në hapësirë, dhe ndikimin e veprave të V.I. Vernadsky, kushtuar biosferës, për qasjet ndaj ndërtimit të ekosistemeve artificiale. Prezantohet kontributi vendimtar i S.P. Korolev në zbatimin e parë praktik të projekteve të Tsiolkovsky për ndërtimin e prototipeve të vendbanimeve hapësinore. Më e rëndësishmja fazat historike ky proces: eksperimentet "Bios" (BRSS), "Biosphere-2" (SHBA), "OEEP" (Japoni), "Mars-500" (Rusi), "Yuegong-1" (Kinë).

Fjalë kyçe:

ekosistem artificial, vendbanime hapësinore, habitat i mbyllur, K.E. Tsiolkovsky, S.P. Korolev, V.I. Vernadsky.

Artikulli përshkruan faktet dokumentare të ekosistemeve artificiale "krijimi i krijuar për hapësirë ​​dhe aplikime tokësore. Studimi tregon rolin pionier të K.E. Tsiolkovsky i cili ishte i pari që zhvilloi konceptin e sistemeve të mbyllura ekologjike për njerëzit në hapësirë ​​dhe ndikimin e V.I. Vernadsky". Biosfera punon në qasjet për të ndërtuar ekosisteme artificiale. Artikulli paraqet kontributin vendimtar të S.P. Korolev në zbatimin e parë praktik të ndërtimit të prototipeve të habitatit hapësinor sipas K.E. Projektet e Tsiolkovsky Artikulli përshkruan fazat kryesore historike të këtij procesi që janë eksperimente të tilla si BIOS (BRSS), Biosfera 2 (SHBA), CEEF (Japoni), Mars-500 (Rusi), Yuegong-1 (Kinë).

ekosistemi artificial, habitatet hapësinore, sistemi ekologjik i mbyllur, K.E. Tsiolkovsky, S.P. Korolev, V.I. Vernadsky.

Prezantimi

Ideja e nevojës për të krijuar një habitat njerëzor të mbyllur artificial lindi njëkohësisht me shfaqjen e ëndrrës së fluturimit në hapësirë. Njerëzit kanë qenë gjithmonë të interesuar për aftësinë për të lëvizur në ajër dhe hapësirën e jashtme. Në shekullin e 20-të filloi eksplorimi praktik i hapësirës dhe në shekullin e 21-të. Astronautika tashmë është bërë pjesë integrale e ekonomisë botërore. Lajmëtari i astronautikës, filozofi kozmist K.E. Tsiolkovsky në "Monizmi i Universit" (1925) shkroi: "Teknologjia e së ardhmes do të bëjë të mundur kapërcimin e gravitetit të tokës dhe udhëtimin në të gjithë sistemin diellor. Pasi u zhvendos në tonë sistem diellor sisteme të tjera diellore të Rrugës sonë të Qumështit do të fillojnë të popullohen. Është e vështirë që njeriu të ndahet nga toka”. Me "teknologjinë e së ardhmes", Tsiolkovsky nënkuptonte jo vetëm teknologjinë e raketave duke përdorur parimin e shtytjes së avionit, por edhe sistemin e banimit të njeriut në hapësirë, të ndërtuar në imazhin dhe ngjashmërinë e biosferës së tokës.

Lindja e konceptit të "biosferës hapësinore"

K.E. Tsiolkovsky ishte i pari që shprehu idenë e përdorimit të parimeve të natyrës dhe mekanizmave biosferikë për riprodhimin e oksigjenit, të ushqyerit, ujë të freskët dhe asgjësimin e mbetjeve të krijuara për të mbështetur jetën e ekuipazhit të "pajisjes reaktiv" të tyre. Kjo çështje u konsiderua nga Tsiolkovsky pothuajse në të gjitha veprat e tij shkencore, veprat filozofike dhe fantastike. Mundësia e krijimit të një mjedisi të tillë justifikohet nga veprat e V.I. Vernadsky, i cili zbuloi parimet themelore të ndërtimit dhe funksionimit të biosferës së Tokës. Në periudhën nga 1909 deri në 1910, Vernadsky botoi një seri shënimesh kushtuar vëzhgimeve të shpërndarjes së elementeve kimike në koren e tokës dhe arriti në përfundimin për rëndësinë kryesore të organizmave të gjallë në krijimin e ciklit të materies në planet. Pasi u njoh me këto vepra të Vernadsky dhe vepra të tjera në fushën e drejtimit të ri shkencor të atëhershëm - ekologjisë, Tsiolkovsky shkroi në pjesën e dytë të artikullit "Studimi i hapësirave botërore me instrumente reaktive" (1911): "Ashtu si toka atmosfera pastrohet nga bimët me ndihmën e Diellit, kështu që mundet

atmosfera jonë artificiale do të rinovohet gjithashtu. Ashtu si bimët në Tokë thithin papastërtitë me gjethet dhe rrënjët e tyre dhe sigurojnë ushqim në këmbim, ashtu edhe bimët që kapim në udhëtimet tona mund të punojnë vazhdimisht për ne. Ashtu si çdo gjë që ekziston në tokë jeton në të njëjtën sasi gazesh, lëngjesh dhe të ngurta, ashtu edhe ne mund të jetojmë përgjithmonë me furnizimin e materies që kemi marrë.”

Tsiolkovsky gjithashtu ishte autor i një projekti për një vendbanim hapësinor për një numër të madh banorësh, për të cilët rinovimi i atmosferës, ujit dhe burimeve ushqimore u organizua përmes një cikli të mbyllur kimikatesh. Tsiolkovsky përshkruan një "biosferë kozmike" të tillë në një dorëshkrim që ai shkroi deri në vitin 1933, por kurrë nuk ishte në gjendje ta përfundonte:

“Komuniteti përmban deri në një mijë njerëz të të dy gjinive dhe të të gjitha moshave. Lagështia rregullohet nga frigoriferi. Ai gjithashtu mbledh të gjithë ujin e tepërt të avulluar nga njerëzit. Konvikti komunikon me një serë, nga e cila merr oksigjen të pastruar dhe ku dërgon të gjitha produktet e jashtëqitjeve të saj. Disa prej tyre përshkojnë tokën e serave në formën e lëngjeve, të tjerët lëshohen drejtpërdrejt në atmosferën e tyre.

Kur një e treta e sipërfaqes së cilindrit është e zënë nga dritaret, fitohet 87% e sasisë më të madhe të dritës dhe humbet 13%. Pjesët janë të papërshtatshme kudo...” (Në këtë pikë dorëshkrimi shkëputet).

Instalimet e para eksperimentale

Dorëshkrimi i papërfunduar i Tsiolkovsky, i titulluar "Jeta në mjedisin ndëryjor", u botua nga shtëpia botuese Nauka pas më shumë se 30 vjetësh - në vitin 1964. Botimi u iniciua nga projektuesi i përgjithshëm i teknologjisë hapësinore, akademiku S.P. Korolev. Në vitin 1962, ai, tashmë duke pasur përvojë të një fluturimi të suksesshëm hapësinor të kryer nga kozmonauti i parë Yu.A. Gagarin, më 12 prill 1961, vendosi një vektor thelbësisht të ri për zhvillimin e projektit hapësinor: "Ne duhet të fillojmë të zhvillojmë një "serë sipas Tsiolkovsky", me lidhje ose blloqe gradualisht në rritje, dhe ne duhet të fillojmë të punojmë në "hapësirën". të korrat.” Cilat organizata do ta kryejnë këtë punë: në fushën e prodhimit të bimëve dhe çështjet e tokës, lagështisë, në fushën e mekanizimit dhe teknologjisë “dritë-nxehtësi-solar” dhe sistemet e saj rregulluese për serat?” .

Krijimi i ekosistemit të parë artificial të mbyllur në botë për qëllime hapësinore filloi me një takim midis S.P. Korolev dhe Drejtori i Institutit të Fizikës të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave të BRSS (IF SB AS BRSS) L.V. Kirensky, në të cilin Korolev i përcolli Kirensky propozimet e tij për një "serë hapësinore". Pas kësaj, u mbajtën një seri takimesh në Institutin e Filozofisë të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave të BRSS, ku u vendos çështja se cili departament do të bëhej baza për zhvillimin e punës në programin hapësinor. Detyra e vendosur nga Korolev për krijimin e një ekosistemi artificial në një kapsulë të mbyllur, në të cilën një person mund të qëndronte për një kohë të gjatë në kushte mjedisore afër tokës, iu besua Departamentit të Protozoarit. Kjo zgjidhje e pazakontë, siç doli më vonë, doli të ishte e saktë: ishin mikroalgat më të thjeshta që ishin në gjendje të siguronin plotësisht ekuipazhin me oksigjen dhe ujë të pastër.

Është domethënëse që në të njëjtin vit, 1964, kur u botua dorëshkrimi i fundit i Tsiolkovsky, filloi puna për zhvillimin praktik të sistemit të parë ekologjik artificial të mbyllur në histori, duke përfshirë metabolizmin njerëzor në ciklin e brendshëm të materies. Në Departamentin e Biofizikës të Institutit të Filozofisë së Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave të BRSS, i cili më vonë u shndërrua në një Institut të pavarur të Biofizikës të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave të BRSS, ndërtimi i eksperimentit. instalimi "Bios-1" filloi në Krasnoyarsk, në të cilin I.I. Gitelzon dhe I.A. Terskov, i cili u bë themeluesi i një drejtimi të ri në biofizikë. Detyra kryesore ishte organizimi i furnizimit të njerëzve me oksigjen dhe ujë. Instalimi i parë përbëhej nga dy komponentë: një kabinë nën presion me një vëllim 12 m3, brenda së cilës ishte vendosur një person dhe një rezervuar special kultivues me një vëllim prej 20 litrash për rritjen e Chlorella vulgaris. Shtatë eksperimente me kohëzgjatje të ndryshme (nga 12 orë në 45 ditë) treguan mundësinë e mbylljes së plotë të shkëmbimit të gazit, domethënë sigurimin e prodhimit të oksigjenit dhe përdorimin e dioksidit të karbonit nga mikroalgat. Nëpërmjet proceseve jetike të klorelës u krijua edhe qarkullimi i ujit, gjatë të cilit uji pastrohet në sasinë e nevojshme për të pirë dhe plotësuar nevojat e tjera.

Në Bios-1, eksperimentet që zgjasin më shumë se 45 ditë nuk ishin të suksesshme, pasi rritja e mikroalgave u ndal. Në vitin 1966, për të zhvilluar një ekosistem artificial që përmbante bimë më të ulëta dhe më të larta, Bios-1 u modernizua në Bios-2 duke lidhur një fitotron 8 m3 me kabinën nën presion. Një fitotron është një pajisje teknike e veçantë për rritjen e bimëve më të larta: perime dhe grurë nën ndriçim artificial dhe kushte mikroklimatike. Bimët më të larta shërbyen si burim ushqimi për ekuipazhin dhe siguronin rigjenerimin e ajrit. Meqenëse bimët më të larta siguronin gjithashtu oksigjen, u bë e mundur të kryheshin eksperimente me pjesëmarrjen e dy testuesve, që zgjasin 30, 73 dhe 90 ditë. Instalimi funksionoi deri në vitin 1970.

“Bios-3” u vu në punë në vitin 1972. Kjo strukturë e mbyllur me madhësinë e një apartamenti 4 dhomash, e cila funksionon edhe sot, me një vëllim prej 315 m3, është ndërtuar në bodrumin e Institutit të Biofizikës SB RAS në Krasnoyarsk. Në brendësi, instalimi ndahet nga pjesët ballore hermetike me tufa ajrore në katër ndarje: dy serra me bimë të ngrënshme të rritura në fitotrone duke përdorur hidroponikë, e cila nuk kërkon tokë, një ndarje për mbarështimin e klorelës që prodhon oksigjen dhe ujë të pastër dhe një ndarje për ekuipazhin akomodues. anëtarët. Ndarja e ndenjes përmban vende gjumi, një kuzhinë dhe dhomë ngrënie, një tualet, një panel kontrolli dhe pajisje për përpunimin e produkteve bimore dhe hedhjen e mbeturinave.

Në fitotronet, ekuipazhi rriti varietete xhuxh gruri të edukuar posaçërisht që përmbanin një minimum të biomasës së pangrënshme. U rritën edhe perimet: qepë, tranguj, rrepka, marule, lakër, karrota, patate, panxhar, lëpjetë dhe kopër. U zgjodh bima e farave vajore të Azisë Qendrore “chufa”, e cila shërbeu si burim i yndyrave bimore thelbësore për trupin e njeriut. Ekuipazhi mori proteinat e nevojshme duke ngrënë mish dhe peshk të konservuar.

Dhjetë kolonizime eksperimentale u kryen në Bios-3 gjatë viteve 1970 dhe fillim të viteve 1980. Tre prej tyre zgjatën disa muaj. Përvoja më e gjatë e izolimit të plotë të vazhdueshëm të një ekuipazhi prej tre personash zgjati 6 muaj - nga 24 dhjetor 1972 deri më 22 qershor 1973. Ky eksperiment kishte një strukturë komplekse dhe u krye në tre faza. Çdo fazë kishte përbërjen e vet të studiuesve. Deputetët ishin vendosur në mënyrë alternative brenda instalimit. Shilenko, N.I. Petrov dhe N.I. Bugreev, i cili punoi nga 4 muaj secili. Pjesëmarrësi i eksperimentit V.V. Terskikh qëndroi në Bios-3 për të gjithë 6 muajt.

Bios-3 fitotronet prodhonin një korrje të mjaftueshme drithi dhe perimesh në ditë. Ekuipazhi e kaloi pjesën më të madhe të kohës duke rritur bimë të ngrënshme nga farat, duke korrur dhe përpunuar të lashtat, duke pjekur bukë dhe duke gatuar. Në vitet 1976-1977 U krye një eksperiment që zgjati 4 muaj, në të cilin u përfshinë dy testues: G.Z. Asinyarov dhe N.I. Bugreev. Nga vjeshta e vitit 1983 deri në pranverën e vitit 1984, u krye një eksperiment 5-mujor me pjesëmarrjen e N.I. Bugreeva dhe S.S. Alekseev, i cili përfundoi punën e Bios. N.I. Kështu, Bugreev vendosi një rekord absolut në atë kohë për qëndrimin në një mjedis artificial të mbyllur, pasi kishte jetuar në instalim për një total prej 15 muajsh. Në fund të viteve 1980, programi Bios u ngri pasi financimi i qeverisë pushoi.

"Biosfera" pas xhamit

Amerikanët morën stafetën në krijimin e një habitati të mbyllur. Në vitin 1984, Space Biospheres Ventures filloi ndërtimin e Biosphere 2, një kompleks eksperimental i mbyllur në një vend të vendosur në shkretëtirën e Arizonës të Shteteve të Bashkuara.

Ideologët e "Biosfera-2" ishin Mark Nelson dhe John Allen, të cilët ishin të mbushur me idetë e V.I. Vernadsky, duke bashkuar rreth 20 shkencëtarë jashtë vendit në bazë të doktrinës së biosferës. Në BRSS, shtëpia botuese Mysl botoi një libër të këtij grupi autorësh, "Katalogu i Biosferës", i cili përshkruante eksperimentin e ardhshëm. Allen dhe Nelson shkruan për qëllimet e tyre për të krijuar "biosfera kozmike": "Të armatosur me planet, idetë dhe modelet e shkëlqyera të Vernadsky dhe shkencëtarëve të tjerë, njerëzimi tani po shqyrton me padurim jo vetëm mënyrat e mundshme të ndërveprimit me biosferën, por edhe mënyrat për të ndihmuar. "mitoza" e saj, duke përshtatur tonën jeta tokësore për pjesëmarrje të plotë në fatin e vetë Kozmosit duke krijuar mundësinë për të udhëtuar dhe jetuar në hapësirën e jashtme."

“Biosphere-2” është një strukturë kapitale prej qelqi, betoni dhe çeliku, e vendosur në një sipërfaqe prej 1.27 hektarësh. Vëllimi i kompleksit ishte më shumë se 200 mijë m3. Sistemi ishte i vulosur, që do të thotë se mund të ndahej plotësisht mjedisi i jashtëm. Brenda tij, ekosistemet ujore dhe tokësore të biosferës u rikrijuan artificialisht: një mini-oqean me një gumë artificiale të bërë nga koralet, një pyll tropikal - xhungël, savanë, pyll me bimë gjembash, shkretëtirë, ujëra të ëmbël dhe këneta me ujë të kripur. Ky i fundit mori formën e një shtrati dredha-dredha lumi, i përmbytur nga një oqean artificial - një grykëderdhje e mbjellë me rizoforë. Bashkësitë biologjike të ekosistemeve përfshinin 3800 lloje kafshësh, bimësh dhe mikroorganizmash. Brenda Biosferës 2 kishte apartamente banimi për pjesëmarrësit në eksperiment dhe zona bujqësore, të cilat përbënin një fermë të tërë të quajtur Sun Space.

Më 26 shtator 1991, brenda kompleksit të ndërtesave u izoluan 8 persona - 4 burra dhe 4 gra. Eksperimentuesit - "bionautët", përfshirë ideologun e projektit, Mark Nelson, ishin të angazhuar në bujqësi tradicionale - kultivimin e orizit. Për këtë qëllim u përdorën fermat rurale dhe blegtorale, u përdorën mjete shumë të besueshme, të cilat duhej të fuqizoheshin vetëm nga fuqia muskulare e njeriut. Brenda instalimit u mbollën bar, shkurre dhe pemë. Studiuesit kultivuan oriz dhe grurë, patate të ëmbla dhe panxhar, banane dhe papaja, si dhe kultura të tjera, të cilat së bashku bënë të mundur marrjen e 46 llojeve të ushqimeve të ndryshme bimore. Ushqimi i mishit sigurohej nga blegtoria. Ferma blegtorale kishte pula, dhi dhe derra. Përveç kësaj, bionautët rritën peshk dhe karkaleca.

Vështirësitë filluan pothuajse menjëherë pas fillimit të eksperimentit. Një javë më vonë, një teknik i Biosphere-2 raportoi se sasia e oksigjenit në atmosferë po zvogëlohej gradualisht dhe përqendrimi i dioksidit të karbonit po rritej. Doli gjithashtu se ferma siguronte vetëm 83% të dietës së kërkuar të studiuesve. Përveç kësaj, në vitin 1992, insektet e shumëfishta të dëmtuesve shkatërroi pothuajse të gjitha kulturat e orizit. Moti mbeti i vranët gjatë gjithë dimrit të këtij viti, gjë që solli uljen e prodhimit të oksigjenit dhe të ushqyerjes së bimëve. Oqeani artificial u acidifikua për shkak të shpërbërjes së një vëllimi të madh të dioksidit të karbonit në ujin e tij, gjë që shkaktoi vdekjen e shkëmbinjve koralorë. Filloi zhdukja e kafshëve në xhungël dhe savanë. Brenda dy viteve, përqendrimi i oksigjenit pas xhamit ra në 14% në vend të 21% të vëllimit fillestar.

Bionauts doli në shtator 1993, pas një qëndrimi dy vjeçar pas xhamit. Besohet se Biosfera 2 ishte një dështim. Për shkak të shkallës së vogël të modelit, "katastrofa ekologjike" në të ndodhi shumë shpejt dhe tregoi shkatërrueshmërinë e mënyrës moderne të menaxhimit njerëzor, e cila krijon probleme mjedisore: mungesë të ushqyerjes, heqjen e biomasës, ndotjen e atmosferës dhe hidrosferës. , dhe një rënie në diversitetin e specieve. Përvoja e Biosferës-2 kishte një rëndësi të madhe ideologjike. Një nga "bionautët", Jane Poynter, duke dhënë leksione pas përfundimit të eksperimentit në "Biosphere-2", tha: "Vetëm këtu për herë të parë kuptova se sa i varur është një person nga biosfera - nëse të gjitha bimët vdesin, atëherë njerëzit nuk do të kenë asgjë për të marrë frymë dhe nuk do të ketë asgjë për të ngrënë. Nëse i gjithë uji është i ndotur, atëherë njerëzit nuk do të kenë asgjë për të pirë.” Kompleksi Biosphere-2 është ende i hapur për publikun, pasi autorët e tij besojnë se ata kanë krijuar një bazë thelbësisht të re për edukimin publik në fushën e mbrojtjes. mjedisi.

Prototipe të stacioneve hapësinore të banueshme

Instalimet e krijuara në gjysmën e dytë të viteve 1990 fillimisht kishin një qëllim të qartë - modelimin e sistemit të mbështetjes së jetës së një anije kozmike ose bazës së banueshme për kushtet e fluturimit dhe eksplorimin e Marsit ose Hënës. Nga viti 1998 deri në 2001, kërkimet u kryen në Japoni në CEEF (Closed Ecological Experimental Facility), i cili është një ekosistem artificial i mbyllur. Qëllimi i eksperimenteve ishte studimi i cikleve të mbyllura të shkëmbimit të gazit, qarkullimit të ujit dhe ushqimit duke simuluar kushtet e një baze të banueshme marsiane. Kompleksi përfshinte një bllok fitotron për rritjen e bimëve, një ndarje për mbarështimin e kafshëve shtëpiake (dhi), një bllok të veçantë gjeohidrosfere që simulon ekosistemet tokësore dhe ujore dhe një modul të banueshëm për një ekuipazh prej dy personash. Sipërfaqja e mbjelljeve ishte 150 m2, moduli blegtoral ishte 30 m2, dhe moduli i banimit ishte 50 m2. Autorët e projektit ishin punonjës të Institutit të Hapësirës Ajrore të Tokios K. Nitta dhe M. Oguchi. Objekti ndodhet në ishullin Honshu në qytetin Rokkasho. Nuk ka të dhëna për eksperimente afatgjata për izolimin e njerëzve në këtë objekt; janë publikuar rezultatet e modelimit të pasojave të ngrohjes globale dhe studimet e migrimit të radionuklideve në rrjedhat e brendshme të materies.

Modelimi i një habitati të mbyllur gjatë simulimit të fluturimeve afatgjata hapësinore kryhet në Institutin e Problemeve Mjekësore dhe Biologjike (IMBP) të Akademisë Ruse të Shkencave (Moskë), themeluar nga M.V. Keldysh dhe S.P. Korolev në vitin 1963. Baza e kësaj pune është studimi i njerëzve që qëndrojnë në kushte të izoluara për një kohë të gjatë brenda kompleksit Mars-500. Eksperimenti mbi izolimin 520-ditor të ekuipazhit filloi në qershor 2010 dhe përfundoi në nëntor 2011. Studiuesit meshkuj morën pjesë në eksperiment: A.S. Sitev, S.R. Kamolov, A.E. Smoleyevsky (Rusi), Diego Urbina (Itali), Charles Romain (Francë), Wang Yue (Kinë). Një nga modulet e kompleksit përfshin një serë për rritjen e perimeve. Sipërfaqja e mbjelljes nuk i kalon 14,7 m2 në një vëllim prej 69 m3. Sera shërbeu si burim vitaminash, duke plotësuar dhe përmirësuar dietën e pjesëmarrësve në eksperiment. Kompleksi Mars-500 bazohet në procese fiziko-kimike dhe jo biologjike të sigurimit të ekuipazhit me oksigjen dhe ujë të pastër duke përdorur rezerva ushqimore të konservuara, dhe për këtë arsye ndryshon ndjeshëm nga instalimi i Bios-3.

Më i afërti konceptualisht me projektin Bios është kompleksi kinez "Yuegong-1" ("Pallati i Hënës"). Kompleksi riprodhon kushtet e një baze hënore. Yuegong-1 u zhvillua në Universitetin e Aeronautikës dhe Astronautikës së Pekinit nga profesori Li Hong. Shkencëtarët nga Moska dhe Krasnoyarsk këshilluan krijuesit e kompleksit kinez.

Kompleksi Yuegong-1 zë një sipërfaqe prej 160 m2 me një vëllim prej 500 m3 dhe përbëhet nga tre module gjysmë cilindrike. Moduli i parë është një modul rezidencial, i cili përmban një dhomë garash, kabina për tre anëtarë të ekuipazhit, një sistem përpunimi të mbetjeve dhe një dhomë për higjienën personale. Dy modulet e mbetura strehojnë serra për prodhimin e ushqimit bimor. Bimët e kultivuara përbënin më shumë se 40% të dietës së ekuipazhit. Izolimi i mjedisit të instalimit në ujë dhe ajër ishte 99%.

Ndërtimi i instalimit Yuegong-1 përfundoi më 9 nëntor 2013. Nga 23 dhjetor deri më 30 dhjetor 2014, testuesit, të cilët ishin dy studentë të universitetit, kryen një vendbanim testues të "Pallatit të Hënës". Vetë eksperimenti u krye për 105 ditë - nga 3 shkurti deri më 20 maj 2014. Ai përfshinte një ekuipazh prej tre personash: një burrë, Xie Beizhen dhe dy gra, Wang Minjuan dhe Dong Cheni. Eksperimenti përfundoi me sukses dhe u pasqyrua gjerësisht në media masmedia Kinë. konkluzioni

Historia e paraqitur e krijimit të ekosistemeve artificiale të mbyllura është një fragment i procesit historik global të zhvillimit njerëzor. Njeriu, falë aftësive të tij të të menduarit, krijoi astronautikë praktike dhe dëshmoi aftësinë e tij për të shkuar përtej planetit. Një studim i thelluar i mekanizmave të biosferës për ndërtimin dhe funksionimin e habitatit do t'i lejojë njerëzit të krijojnë kushte të favorshme në planetë dhe satelitët e tyre, asteroidet dhe trupat e tjerë kozmikë. Ky aktivitet do të bëjë të mundur realizimin e kuptimit të ekzistencës njerëzore.

NË DHE. Vernadsky shkroi për përhapjen e jetës në të gjithë Tokën dhe hapësirën e jashtme. Vetëm një njeri me inteligjencën e tij është në gjendje të udhëheqë zgjerimin e biosferës sonë më tej, deri në eksplorimin e kufijve të eksploruar të Kozmosit. Njerëzimi ka nevojë të zgjerojë biosferën tek asteroidët dhe trupat kozmikë aty pranë, në mënyrë që të shkojë më tej, përtej kufijve të studiuar të Universit. Kjo është e rëndësishme për ruajtjen jo vetëm të biosferës sonë, por edhe të vetë specieve njerëzore. Si rezultat i zhvillimit të parashikuar nga Tsiolkovsky, së pari të hapësirës afër Tokës, të sistemit diellor dhe më pas të hapësirës së thellë, mund të formohen popullata dinamike të njerëzimit - domethënë, disa njerëz do të jetojnë përgjithmonë në bazat hapësinore jashtë Tokës. Kështu, historia si shkencë do të shkojë përtej kornizës planetare dhe do të bëhet vërtet historia jo vetëm e Tokës, por edhe e Kozmosit.

1. Bota e filozofisë. Në 2 vëllime T. 2. M., 1991. 624 f.

2. Tsiolkovsky K.E. Eksplorimi i hapësirës industriale: koleksioni i punimeve. M., 1989. 278 f.

3. Fotokopje të dorëshkrimeve të K.E. Tsiolkovsky [Burimi elektronik]. URL: http://tsiolkovsky.org/wp-content/up-loads/2016/02/ZHizn-v-mezhzvezdnoj-srede.pdf (data e hyrjes: 25/04/2017).

4. Grishin Yu.I. Ekosistemet e hapësirës artificiale. M., 1989. 64 f. (Të reja në jetë, shkencë, teknologji. Seria “Cosmonautics, Astronomy”. Nr. 7).

5. Gitelzon I.I., Degermendzhi A.G., Tikhomirov A.A. Sistemet e mbyllura të mbështetjes së jetës // Shkenca në Rusi. 2011. Nr 6. F. 4-10.

6. Degermendzhi A.G., Tikhomirov A.A. Krijimi i ekosistemeve artificiale të mbyllura për qëllime tokësore dhe hapësinore // Buletini i Akademisë së Shkencave Ruse. 2014. T. 84, nr 3. F. 233-240.

7. Katalogu i biosferës. M., 1991. 253 f.

8. Nelson M., Dempster W.F., Allen J.P. "Biosferat modulare" - Platformat e reja të shtratit të provës për edukimin dhe kërkimin publik mjedisor // Përparimet në kërkimin në hapësirë. 2008. Vëll. 41, nr. 5. R. 787-797.

9. Nitta K. The CEEF, Ekosistemi i Mbyllur si një laborator për përcaktimin e dinamikës së izotopeve radioaktive // ​​Po aty. 2001. Vëll. 27, nr. 9. R. 1505-1512.

10. Grigoriev A.I., Morukov B.V. "Mars-500": rezultatet paraprake // Toka dhe Universi. 2013. Nr 3. F. 31-41.

11. Paveltsev P. "Yuegun-1" - pasardhësi i projektit BIOS-3 // Cosmonautics News. 2014. T. 24, nr 7. fq 63-65.

Doktor i Shkencave Ekonomike Y. SHISHKOV

Ne shohim qiellin blu pa fund, pyjet e gjelbra dhe livadhet, dëgjojmë zogjtë duke kënduar, thithim ajër të përbërë pothuajse tërësisht nga nitrogjen dhe oksigjen, notojmë përgjatë lumenjve dhe deteve, pimë ujë ose e përdorim atë, bëjmë banja dielli në rrezet e buta të diellit - dhe ne e perceptojmë e gjithë kjo si e natyrshme dhe e zakonshme. Duket se nuk mund të jetë ndryshe: kështu ka qenë gjithmonë, kështu do të jetë përgjithmonë! Por ky është një keqkuptim i thellë, i lindur nga zakoni i përditshëm dhe injoranca se si dhe pse planeti Tokë u bë ashtu siç e njohim ne. Planetët e strukturuar ndryshe nga i yni jo vetëm që mund të ekzistojnë, por ekzistojnë në të vërtetë në Univers. Por a ka planetë diku në thellësi të hapësirës me kushte mjedisore pak a shumë afër atyre në Tokë? Kjo mundësi është shumë hipotetike dhe minimale. Toka është, nëse jo unike, atëherë, në çdo rast, një produkt "pjesë-pjesë" i natyrës.

Ekosistemet kryesore të planetit. Malet, pyjet, shkretëtira, detet, oqeanet - natyra ende relativisht e pastër - dhe megaqytetet janë fokusi i jetës dhe aktivitetit të njerëzve që mund ta kthejnë Tokën në një hale të plotë.

Toka shihet kaq e bukur nga hapësira - një planet unik që lindi jetë.

Shkenca dhe jeta // Ilustrime

Figura tregon fazat e evolucionit të planetit Tokë dhe zhvillimin e jetës në të.

Këtu janë vetëm disa prej tyre pasoja negative shkaktuar nga aktiviteti njerëzor në Tokë. Ujërat e deteve dhe oqeaneve janë të ndotura me naftë, megjithëse ka më shumë se një mënyrë për ta mbledhur atë. Por ujërat janë të bllokuara edhe nga mbeturinat e zakonshme shtëpiake.

Nuk ka asnjë kontinent të banuar ku fabrikat dhe fabrikat nuk pinë duhan, duke ndryshuar atmosferën përreth për keq.

Shkenca dhe jeta // Ilustrime

Fotografia është tipike për çdo qytet të madh në Tokë: vargje të pafundme makinash, tymrat e të cilave i bëjnë njerëzit të sëmurë, pemët vdesin...

Shkenca dhe jeta // Ilustrime

Shkenca dhe jeta // Ilustrime

Shkenca dhe jeta // Ilustrime

Shkenca dhe jeta // Ilustrime

Prodhimi miqësor ndaj mjedisit është e vetmja gjë që do të bëjë të mundur, nëse jo ta bëjmë planetin më të pastër, atëherë të paktën ta lëmë ashtu siç e kemi marrë.

Zhvillimi i gjatë i ekosistemit të Tokës

Para së gjithash, le të kujtojmë se si vazhdoi evolucioni i Sistemit Diellor. Rreth 4.6 miliardë vjet më parë, një nga retë e shumta të gazit dhe pluhurit brenda galaktikës sonë filloi të kondensohej dhe shndërrohej në Sistemin Diellor. Brenda resë, u formua një grumbull rrotullues kryesor sferik, atëherë ende i ftohtë, i përbërë nga gaz (hidrogjen dhe helium) dhe pluhur kozmik (fragmente të atomeve të elementeve kimike më të rënda nga yjet gjigantë të shpërthyer më parë) - Dielli i ardhshëm. Nën ndikimin e gravitetit në rritje, grumbuj më të vegjël të së njëjtës re filluan të orbitojnë rreth tij - planetët e ardhshëm, asteroidët, kometat. Orbitat e disa prej tyre doli të ishin më afër Diellit, të tjerët - më tej, disa u ndërtuan nga tufa të mëdha të materies ndëryjore, të tjerët - nga ato më të vogla.

Në fillim nuk kishte shumë rëndësi. Por me kalimin e kohës, forcat gravitacionale e densuan gjithnjë e më shumë Diellin dhe planetët. Dhe shkalla e ngjeshjes varet nga masa e tyre fillestare. Dhe sa më shumë të ngjesheshin këto mpiksje të materies, aq më shumë nxeheshin nga brenda. Në këtë rast, elementët kimikë të rëndë (kryesisht hekuri, silikatet) shkriheshin dhe u zhytën në qendër, ndërsa ato të lehta (hidrogjen, helium, karbon, azot, oksigjen) mbetën në sipërfaqe. Duke u kombinuar me hidrogjenin, karboni shndërrohet në metan, azoti në amoniak, oksigjeni në ujë. Në atë kohë, i ftohti kozmik mbretëronte në sipërfaqen e planetëve, kështu që të gjitha përbërjet ishin në formën e akullit. Mbi pjesën e ngurtë ishte një shtresë e gaztë e hidrogjenit dhe heliumit.

Sidoqoftë, masa edhe e planetëve kaq të mëdhenj si Jupiteri dhe Saturni doli të ishte e pamjaftueshme që presioni dhe temperatura në qendrat e tyre të arrinin pikën kur fillon një reaksion termonuklear dhe një reagim i tillë filloi brenda Diellit. Ai u ngroh dhe rreth katër miliardë vjet më parë u shndërrua në një yll, duke dërguar në hapësirë ​​jo vetëm rrezatimin e valës - dritën, nxehtësinë, rrezet X dhe rrezet gama, por edhe të ashtuquajturën erë diellore - rryma të grimcave të ngarkuara të materies (protone dhe elektronet).

Testet kanë filluar për planetët në formim. Ata u goditën nga rrymat e energjisë termike nga Dielli dhe era diellore. Sipërfaqja e ftohtë e protoplanetëve u ngroh, retë e hidrogjenit dhe heliumit u ngritën mbi to dhe masat e akullta të ujit, metanit dhe amoniakut u shkrinë dhe filluan të avullojnë. Të shtyrë nga era diellore, këto gaze u çuan në hapësirë. Shkalla e një "zhveshjeje" të tillë të planetëve kryesorë përcaktoi distancën e orbitave të tyre nga Dielli: ato më afër tij avulluan dhe u frynë nga era diellore më intensivisht. Ndërsa planetët "rralloheshin", fushat e tyre gravitacionale u dobësuan dhe avullimi dhe deflacioni u rritën derisa planetët më afër Diellit u shpërndanë plotësisht në hapësirë.

Mërkuri, planeti më i afërt i mbijetuar me Diellin, është një trup qiellor relativisht i vogël, shumë i dendur me një bërthamë metalike, por një fushë magnetike mezi të dukshme. Praktikisht nuk ka atmosferë dhe sipërfaqja e saj është e mbuluar me shkëmbinj të sinterizuar, të cilët gjatë ditës nxehen nga Dielli në 420-430 o C, dhe për këtë arsye këtu nuk mund të ketë ujë të lëngshëm. Afërdita, e cila është më e largët nga Dielli, është shumë e ngjashme në madhësi dhe dendësi me planetin tonë. Ajo ka një bërthamë hekuri pothuajse po aq të madhe, por për shkak të rrotullimit të ngadaltë rreth boshtit të saj (243 herë më ngadalë se Toka), i mungon një fushë magnetike që mund ta mbrojë atë nga era diellore, e cila është shkatërruese për të gjithë jetën. Venusi, megjithatë, ka ruajtur një atmosferë mjaft të fuqishme, të përbërë nga 97% dioksid karboni (CO 2) dhe më pak se 2% azot. Kjo përbërje gazi krijon një efekt të fuqishëm serë: CO 2 parandalon rrezatimin diellor të reflektuar nga sipërfaqja e Venusit që të largohet në hapësirë, kjo është arsyeja pse sipërfaqja e planetit dhe shtresat e poshtme të atmosferës së tij nxehen në 470 ° C. Në një ferr të tillë, nuk mund të flitet për ujë të lëngshëm, pra për organizma të gjallë.

Fqinji ynë tjetër, Marsi, është pothuajse gjysma e madhësisë së Tokës. Dhe megjithëse ka një bërthamë metalike dhe rrotullohet rreth boshtit të saj me pothuajse të njëjtën shpejtësi si Toka, ajo nuk ka fushë magnetike. Pse? Bërthama e saj metalike është shumë e vogël, dhe më e rëndësishmja, ajo nuk është e shkrirë dhe për këtë arsye nuk shkakton një fushë të tillë. Si rezultat, sipërfaqja e Marsit bombardohet vazhdimisht nga fragmente të ngarkuara të bërthamave të hidrogjenit dhe elementëve të tjerë, të cilët hidhen vazhdimisht nga Dielli. Atmosfera e Marsit është e ngjashme në përbërje me Venusin: 95% CO 2 dhe 3% azot. Por për shkak të gravitetit të dobët të këtij planeti dhe erës diellore, atmosfera e tij është jashtëzakonisht e rrallë: presioni në sipërfaqen e Marsit është 167 herë më i ulët se në Tokë. Në këtë presion nuk mund të ketë as ujë të lëngshëm. Megjithatë, nuk është në Mars për shkak të temperaturës së ulët (mesatarja minus 33 o C gjatë ditës). Në verë në ekuator rritet në një maksimum prej plus 17°C, dhe në dimër në gjerësi gjeografike të larta zbret në minus 125°C, kur dioksidi i karbonit atmosferik shndërrohet gjithashtu në akull - kjo shpjegon rritjen sezonale të kapakëve të bardhë polare të Mars.

Planetët e mëdhenj, Jupiteri dhe Saturni, nuk kanë fare një sipërfaqe të ngurtë - shtresat e sipërme të tyre përbëhen nga hidrogjeni i lëngshëm dhe helium, dhe shtresat e tyre të poshtme janë bërë nga elementë të rëndë të shkrirë. Urani është një top i lëngshëm me një bërthamë silikatesh të shkrirë, mbi bërthamë shtrihet një oqean me ujë të nxehtë rreth 8 mijë kilometra të thellë, dhe mbi të gjitha kjo është një atmosferë hidrogjen-helium 11 mijë kilometra e trashë. Planetët më të largët, Neptuni dhe Plutoni, janë po aq të papërshtatshëm për origjinën e jetës biologjike.

Vetëm Toka ishte me fat. Një kombinim i rastësishëm i rrethanave (më kryesoret janë masa fillestare në fazën e protoplanetit, distanca nga Dielli, shpejtësia e rrotullimit rreth boshtit të tij dhe prania e një bërthame hekuri gjysmë të lëngshme, e cila i jep asaj një fushë magnetike të fortë që e mbron atë nga era diellore) lejoi që planeti të bëhet përfundimisht ai që jemi mësuar ta shohim. Evolucioni i gjatë gjeologjik i Tokës çoi në shfaqjen e jetës vetëm në të.

Para së gjithash, përbërja e gazit të atmosferës së tokës ka ndryshuar. Fillimisht, me sa duket përbëhej nga hidrogjen, amoniak, metan dhe avujt e ujit. Më pas, duke bashkëvepruar me hidrogjenin, metani u shndërrua në CO 2 dhe amoniaku në azot. Nuk kishte oksigjen në atmosferën kryesore të Tokës. Ndërsa ftohej, avujt e ujit u kondensuan në ujë të lëngshëm dhe formuan oqeane dhe dete që mbulonin tre të katërtat e sipërfaqes së tokës. Sasia e dioksidit të karbonit në atmosferë u zvogëlua: u tret në ujë. Gjatë shpërthimeve të vazhdueshme vullkanike, karakteristike për fazat e hershme të historisë së Tokës, një pjesë e CO 2 ishte e lidhur në përbërje karbonate. Ulja e dioksidit të karbonit në atmosferë dobësoi efektin serë që krijoi: temperatura në sipërfaqen e Tokës u ul dhe filloi të ndryshonte rrënjësisht nga ajo që ekzistonte dhe ekziston në Mërkur dhe Venus.

Detet dhe oqeanet luajtën një rol vendimtar në evolucioni biologjik Toka. Atomet e elementeve të ndryshëm kimikë të tretur në ujë ndërvepruan për të formuar komponime të reja inorganike më komplekse. Prej tyre, nën ndikimin e shkarkimeve elektrike të rrufesë, rrezatimit radioaktiv të metaleve, shpërthimeve të vullkaneve nënujore në uji i detit lindën komponimet organike më të thjeshta - aminoacidet, ato "blloqe ndërtimi" fillestare nga të cilat përbëhen proteinat - baza e organizmave të gjallë. Shumica e këtyre aminoacideve të thjeshta u shpërbënë, por disa prej tyre, duke u bërë më komplekse, u bënë organizma primare njëqelizore si bakteret, të aftë për t'u përshtatur me mjedisin e tyre dhe për t'u riprodhuar.

Pra, rreth 3.5 miliardë vjet më parë, filloi një fazë cilësore e re në historinë gjeologjike të Tokës. Evolucioni i tij kimik u plotësua (ose më mirë, u shty në sfond) nga evolucioni biologjik. Asnjë planet tjetër në sistemin diellor nuk e dinte këtë.

Kaluan rreth një miliardë e gjysmë të tjerë përpara se klorofila dhe pigmente të tjera të shfaqeshin në qelizat e disa baktereve, të afta për të kryer fotosintezën nën ndikimin e dritës së diellit - duke shndërruar molekulat e dioksidit të karbonit (CO 2) dhe ujit (H 2 O) në komponimet organike dhe oksigjeni i lirë (O 2). Tani rrezatimi i dritës së Diellit filloi t'i shërbente rritjes së pafund të biomasës, zhvillimi i jetës organike shkoi shumë më shpejt.

Dhe më tej. Nën ndikimin e fotosintezës, e cila thith dioksidin e karbonit dhe lëshon oksigjen të palidhur, përbërja e gazit të atmosferës së tokës ndryshoi: pjesa e CO 2 u ul dhe pjesa e O 2 u rrit. Pyjet që mbulojnë tokën e përshpejtuan këtë proces. Dhe rreth 500 milion vjet më parë, u shfaqën vertebrorët më të thjeshtë të shpendëve ujorë. Pas rreth 100 milionë vitesh të tjera, sasia e oksigjenit arriti një nivel që lejoi disa vertebrorë të arrinin në tokë. Jo vetëm sepse të gjitha kafshët tokësore marrin frymë me oksigjen, por edhe për faktin se një shtresë mbrojtëse e ozonit (O 3) është shfaqur në shtresat e sipërme të atmosferës në një lartësi prej 25-30 kilometrash, duke thithur një pjesë të konsiderueshme të rrezeve ultravjollcë dhe rrezatimi me rreze x Dielli, shkatërrues për kafshët tokësore.

Përbërja e atmosferës së tokës kishte fituar në këtë kohë veti jashtëzakonisht të favorshme për zhvillimin e mëtejshëm të jetës: 78% azot, 21% oksigjen, 0,9% argon dhe shumë pak (0,03%) dioksid karboni, hidrogjen dhe gazra të tjerë. Me një atmosferë të tillë, Toka, duke marrë mjaft energji termike nga Dielli, rreth 40% e saj, ndryshe nga Venusi, reflektohet në hapësirë ​​dhe sipërfaqja e tokës nuk nxehet. Por kjo nuk është e gjitha. Energjia diellore termike, pothuajse lirisht duke arritur në Tokë në formën e rrezatimit me valë të shkurtër, reflektohet në hapësirë ​​si rrezatim infra të kuqe me valë të gjatë. Ai mbahet pjesërisht nga avujt e ujit, dioksidi i karbonit, metani, oksidi i azotit dhe gazrat e tjerë që përmbahen në atmosferë, duke krijuar një efekt serrë natyral. Falë tij në shtresat e poshtme Atmosfera dhe në sipërfaqen e Tokës mbajnë një temperaturë pak a shumë të qëndrueshme të moderuar, e cila është afërsisht 33 o C më e lartë se sa do të ishte nëse nuk do të ekzistonte efekti natyror i serrës.

Kështu, hap pas hapi, në Tokë u formua një sistem unik ekologjik i përshtatshëm për jetën. Bërthama e madhe e hekurit gjysmë e shkrirë dhe rrotullimi i shpejtë i Tokës rreth boshtit të saj krijojnë një fushë magnetike mjaftueshëm të fortë, e cila detyron rrymat e protoneve dhe elektroneve diellore të rrjedhin rreth planetit tonë, pa i shkaktuar dëm të konsiderueshëm atij edhe gjatë periudhave të rritjes. rrezatimi diellor (edhe nëse bërthama është më e vogël dhe më e fortë, dhe nëse rrotullimi i Tokës do të ishte më i ngadalshëm, ajo do të mbetej e pambrojtur ndaj erës diellore). Dhe falë fushës së saj magnetike dhe masës së konsiderueshme, Toka ka ruajtur një shtresë mjaft të trashë atmosfere (rreth 1000 km të trashë), duke krijuar një regjim termik të rehatshëm në sipërfaqen e planetit dhe një bollëk uji të lëngshëm - një kusht i domosdoshëm për origjinën dhe evolucionin e jetës.

Gjatë dy miliardë viteve, numri i llojeve të ndryshme të bimëve dhe kafshëve në planet ka arritur afërsisht 10 milionë. Nga këto, 21% janë bimë, pothuajse 76% janë kafshë jovertebrore dhe pak më shumë se 3% janë vertebrorë, nga të cilët vetëm një e dhjeta janë gjitarë. Në çdo zonë natyrore dhe klimatike, ato plotësojnë njëra-tjetrën si lidhje në trofik, domethënë ushqim, zinxhir, duke formuar një biocenozë relativisht të qëndrueshme.

Biosfera që u shfaq në Tokë gradualisht u përshtat në ekosistem dhe u bë përbërësi i tij integral, duke marrë pjesë në ciklin gjeologjik të energjisë dhe materies.

Organizmat e gjallë janë përbërës aktivë të shumë cikleve biogjeokimike, të cilat përfshijnë ujë, karbon, oksigjen, azot, hidrogjen, squfur, hekur, kalium, kalcium dhe elementë të tjerë kimikë. Nga faza inorganike kalojnë në fazën organike, dhe më pas, në formë të mbetjeve nga bimët dhe kafshët ose mbetjet e tyre, kthehen në fazën inorganike. Është vlerësuar, për shembull, se një e shtata e të gjithë dioksidit të karbonit dhe 1/4500 e oksigjenit kalojnë nëpër fazën organike çdo vit. Nëse fotosinteza në Tokë do të ndalonte për ndonjë arsye, oksigjeni i lirë do të zhdukej nga atmosfera brenda rreth dy mijë vjetësh. Dhe në të njëjtën kohë, të gjitha bimët e gjelbra dhe të gjitha kafshët do të zhdukeshin, me përjashtim të organizmave më të thjeshtë anaerobe (lloje të caktuara bakteresh, maja dhe krimba).

Ekosistemi i Tokës është i vetëqëndrueshëm falë cikleve të tjera të substancave që nuk lidhen me funksionimin e biosferës - le të kujtojmë ciklin e ujit në natyrë, i njohur nga shkolla. I gjithë grupi i cikleve biologjike dhe jobiologjike të ndërlidhura ngushtë formon një sistem kompleks ekologjik vetërregullues që është në ekuilibër relativ. Megjithatë, stabiliteti i tij është shumë i brishtë dhe i prekshëm. Dëshmi për këtë janë katastrofat e përsëritura planetare, shkaku i të cilave ishte ose rënia e trupave të mëdhenj kozmikë në Tokë, ose shpërthimet e fuqishme vullkanike, për shkak të të cilave furnizimi i dritës së diellit në sipërfaqen e tokës u ul për një kohë të gjatë. Çdo herë, fatkeqësi të tilla morën nga 50 në 96% të biotës së tokës. Por jeta u rilind përsëri dhe vazhdoi të zhvillohej.

Homo sapiens agresiv

Shfaqja e bimëve fotosintetike, siç u përmend tashmë, shënoi një fazë të re në zhvillimin e Tokës. Një ndryshim i tillë gjeologjik dramatik u krijua nga organizma të gjallë relativisht të thjeshtë që nuk kanë inteligjencë. Nga njerëzit, një organizëm shumë i organizuar i pajisur me inteligjencë të fuqishme, është e natyrshme të pritet një ndikim shumë më i prekshëm në ekosistemin e Tokës. Paraardhësit e largët të një krijese të tillë - hominidët - u shfaqën, sipas vlerësimeve të ndryshme, nga rreth 3 deri në 1.8 milion vjet më parë, Neandertalët - afërsisht 200-100 mijë, dhe Homo sapiens sapiens moderne - vetëm 40 mijë vjet më parë. Në gjeologji, edhe tre milionë vjet përshtaten brenda kufijve të gabimit kronologjik, dhe 40 mijë janë vetëm një e milionta e moshës së Tokës. Por edhe gjatë këtij momenti gjeologjik, njerëzit arritën të minojnë tërësisht ekuilibrin e ekosistemit të tij.

Para së gjithash, për herë të parë në histori, rritja e popullsisë Homo sapiens nuk u balancua nga kufizimet natyrore: as mungesa e ushqimit dhe as grabitqarët që hanë njerëz. Me zhvillimin e mjeteve (veçanërisht pas revolucionit industrial), njerëzit praktikisht ranë nga zinxhiri i zakonshëm trofik dhe fituan mundësinë për t'u riprodhuar pothuajse pafundësisht. Vetëm dy mijë vjet më parë kishte rreth 300 milionë, dhe deri në vitin 2003 popullsia e tokës ishte rritur 21 herë, në 6.3 miliardë.

Së dyti. Ndryshe nga të gjitha speciet e tjera biologjike që kanë një habitat pak a shumë të kufizuar, njerëzit janë vendosur në të gjithë sipërfaqen e tokës, pavarësisht nga kushtet tokësore-klimatike, gjeologjike, biologjike dhe të tjera. Vetëm për këtë arsye, shkalla e ndikimit të tyre në natyrë nuk është e krahasueshme me ndikimin e asnjë krijese tjetër. Dhe së fundi, falë inteligjencës së tyre, njerëzit nuk përshtaten aq shumë me mjedisin natyror sesa përshtatin këtë mjedis me nevojat e tyre. Dhe një përshtatje e tillë (deri vonë ata thoshin me krenari: "pushtimi i natyrës") po merr një karakter gjithnjë e më fyes, madje edhe agresiv.

Për shumë mijëvjeçarë, njerëzit nuk ndjenin pothuajse asnjë kufizim nga mjedisi. Dhe nëse shihnin se në zonën e afërt sasia e gjahut që po shfarosnin ishte zvogëluar, tokat e kultivuara ose livadhet për kullotje ishin varfëruar, atëherë ata migronin në një vend të ri. Dhe gjithçka përsëritej. Burime natyrore dukej e pashtershme. Vetëm ndonjëherë një qasje e tillë thjesht konsumiste ndaj mjedisit përfundonte me dështim. Më shumë se nëntë mijë vjet më parë, sumerët filluan të zhvillonin bujqësi të ujitur për të ushqyer popullsinë në rritje të Mesopotamisë. Megjithatë, sistemet e ujitjes që ata krijuan me kalimin e kohës çuan në mbytje dhe kripëzim të tokës, që ishte shkaku kryesor i vdekjes Qytetërimi sumerian. Një shembull tjetër. Qytetërimi Maja, i cili lulëzoi në atë që tani është Guatemala, Hondurasi dhe Meksika juglindore, u shemb rreth 900 vjet më parë, kryesisht për shkak të erozionit të tokës dhe lyerjes së lumenjve. Të njëjtat arsye shkaktuan rënien e qytetërimeve të lashta bujqësore të Mesopotamisë në Amerikën e Jugut. Këto raste janë vetëm përjashtime nga rregulli, i cili thotë: nxirr sa më shumë nga pusi pa fund të natyrës. Dhe njerëzit nxorrën prej saj pa parë gjendjen e ekosistemit.

Deri më sot, njerëzit kanë përshtatur rreth gjysmën e tokës së tokës për nevojat e tyre: 26% për kullota, 11% secili për tokë arë dhe pylltari, pjesa e mbetur 2-3% për ndërtimin e banesave, objekteve industriale, transportit dhe sektorit të shërbimeve. . Si rezultat i shpyllëzimit, toka bujqësore është gjashtëfishuar që nga viti 1700. Nga burimet e disponueshme të ujit të freskët të freskët, njerëzimi përdor më shumë se gjysmën. Në të njëjtën kohë, pothuajse gjysma e lumenjve të planetit janë bërë dukshëm më të cekët ose të ndotur, dhe rreth 60% e 277 rrugëve ujore më të mëdha janë bllokuar nga diga dhe struktura të tjera inxhinierike, gjë që ka çuar në krijimin e liqeneve artificiale dhe ndryshime në ekologji. të rezervuarëve dhe grykëderdhjeve të lumenjve.

Njerëzit kanë degraduar ose shkatërruar habitatet e shumë përfaqësuesve të florës dhe faunës. Vetëm që nga viti 1600, 484 lloje kafshësh dhe 654 lloje bimësh janë zhdukur në Tokë. Më shumë se një e teta e 1,183 llojeve të shpendëve dhe një e katërta e 1,130 specieve të gjitarëve tani kërcënohen me zhdukje nga faqja e Tokës.

Oqeanet e botës kanë vuajtur më pak nga njerëzit. Njerëzit përdorin vetëm tetë për qind të produktivitetit të tij origjinal. Por edhe këtu ai la "gjurmën" e tij të keqe, duke kapur dy të tretat e kafshëve detare deri në kufi dhe duke prishur ekologjinë e shumë banorëve të tjerë të detit. Vetëm gjatë shekullit të 20-të, pothuajse gjysma e të gjitha pyjeve të mangrove bregdetare u shkatërruan dhe një e dhjeta e shkëmbinjve koralorë u shkatërruan në mënyrë të pakthyeshme.

Dhe së fundi, një tjetër pasojë e pakëndshme e njerëzimit në rritje të shpejtë janë mbeturinat e tij industriale dhe shtëpiake. Nga masa totale e lëndëve të para natyrore të nxjerra, jo më shumë se një e dhjeta shndërrohet në produktin përfundimtar të konsumit, pjesa tjetër shkon në landfill. Njerëzimi, sipas disa vlerësimeve, prodhon 2000 herë më shumë mbetje organike se pjesa tjetër e biosferës. Sot, gjurma ekologjike e Homo sapiens është më e madhe Ndikim negativ mbi mjedisin e të gjitha gjallesave të tjera të kombinuara. Njerëzimi është afruar në një qorrsokak ekologjik, ose më mirë, në buzë të një shkëmbi. Që nga gjysma e dytë e shekullit të 20-të, kriza e të gjithë sistemit ekologjik të planetit ka ardhur duke u rritur. Ajo krijohet nga shumë arsye. Le të shqyrtojmë vetëm më të rëndësishmit prej tyre - ndotjen e atmosferës së tokës.

Progresi teknologjik ka krijuar shumë mënyra për ta ndotur atë. Këto janë instalime të ndryshme të palëvizshme që konvertojnë lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta në energji termike ose elektrike. Këto janë automjetet (makinat dhe aeroplanët janë padyshim liderët) dhe bujqësia me mbetjet e saj të kalbura nga bujqësia dhe blegtoria. Këto janë procese industriale në metalurgji, prodhim kimik, etj. Këto janë mbetjet komunale dhe, së fundi, nxjerrja e lëndëve djegëse fosile (kujtoni, për shembull, flakët që tymosin vazhdimisht në fushat e naftës dhe gazit ose grumbullimet e mbeturinave pranë minierave të qymyrit).

Ajri helmohet jo vetëm nga gazrat parësorë, por edhe nga ato dytësore, të cilat formohen në atmosferë gjatë reagimit të të parëve me hidrokarburet nën ndikimin e dritës së diellit. Dioksidi i squfurit dhe komponimet e ndryshme të azotit oksidojnë pikat e ujit që mblidhen në retë. Një ujë i tillë i acidifikuar, që bie në formën e shiut, mjegullës ose borës, helmon tokën, trupat ujorë dhe shkatërron pyjet. Në Evropën Perëndimore, peshqit e liqeneve po shuhen rreth qendrave të mëdha industriale dhe pyjet po shndërrohen në varrezat e të vdekurve, pemë të zhveshura. Kafshët e pyllit në vende të tilla pothuajse plotësisht vdesin.

Këto katastrofa të shkaktuara nga ndotja antropogjene e atmosferës, megjithëse janë universale, janë ende pak a shumë të lokalizuara në hapësirë: ato mbulojnë vetëm zona të caktuara të planetit. Megjithatë, disa lloje të ndotjes fitojnë shkallë planetare. Bëhet fjalë për në lidhje me emetimet e dioksidit të karbonit, metanit dhe oksidit të azotit në atmosferë, të cilat rrisin efektin natyror të serrës. Emetimet e dioksidit të karbonit në atmosferë krijojnë rreth 60% të efektit shtesë të serrës, metani - rreth 20%, komponimet e tjera të karbonit - 14%, dhe pjesa e mbetur prej 6-7% vjen nga oksidi i azotit.

Në kushte natyrore, përmbajtja e CO 2 në atmosferë gjatë disa qindra milion viteve të fundit është rreth 750 miliardë tonë (rreth 0.3% e peshës totale të ajrit në shtresat sipërfaqësore) dhe ruhet në këtë nivel për faktin se masa e tepërt e tij tretet në ujë dhe përthithet nga bimët gjatë procesit të fotosintezës. Edhe një shqetësim relativisht i vogël i këtij ekuilibri kërcënon ndryshime të rëndësishme në ekosistem me pasoja të vështira për t'u parashikuar si për klimën ashtu edhe për bimët dhe kafshët që i janë përshtatur.

Gjatë dy shekujve të fundit, njerëzimi ka dhënë një "kontribut" të rëndësishëm në prishjen e këtij ekuilibri. Në vitin 1750, ai lëshoi ​​vetëm 11 milion ton CO 2 në atmosferë. Një shekull më vonë, emetimet u rritën 18 herë, duke arritur në 198 milionë tonë dhe njëqind vjet më vonë, u rritën 30 herë, duke arritur në 6 miliardë tonë. Deri në vitin 1995, kjo shifër ishte katërfishuar në 24 miliardë tonë. Përmbajtja e metanit në atmosferë është dyfishuar afërsisht gjatë dy shekujve të fundit. Dhe aftësia e tij për të rritur efektin serë është 20 herë më e madhe se CO 2.

Pasojat ishin të menjëhershme: në shekullin e 20-të, temperatura mesatare e sipërfaqes globale u rrit me 0,6°C. Do të dukej si një gjë e vogël. Por edhe kjo rritje e temperaturës mjafton që shekulli i 20-të të jetë më i ngrohti në histori. mijëvjeçarin e kaluar, dhe vitet '90 ishin më të ngrohtat në shekullin e kaluar. Mbulesa e borës në sipërfaqen e tokës është ulur me 10% që nga fundi i viteve 1960, dhe trashësia e akullit në Oqeanin Arktik është ulur me më shumë se një metër gjatë dekadave të fundit. Si rezultat, niveli i Oqeanit Botëror është rritur me 7-10 centimetra gjatë njëqind viteve të fundit.

Disa skeptikë e konsiderojnë ngrohjen e klimës së shkaktuar nga njeriu si një mit. Ata thonë se ka cikle natyrore të luhatjeve të temperaturës, njëra prej të cilave po vërehet tani, dhe faktori antropogjen është i largët. Ciklet natyrore të luhatjeve të temperaturës në atmosferën afër Tokës ekzistojnë. Por ato maten në shumë dekada, disa në shekuj. Ngrohja e klimës e vërejtur gjatë dy e më shumë shekujve të fundit jo vetëm që nuk përshtatet në ciklin e zakonshëm natyror, por gjithashtu ndodh shpejt në mënyrë të panatyrshme. Paneli Ndërqeveritar për Ndryshimet Klimatike, duke bashkëpunuar me shkencëtarë nga vende të ndryshme botë, raportoi në fillim të vitit 2001 se ndryshimet e bëra nga njeriu po bëheshin gjithnjë e më të qarta, se ngrohja po përshpejtohej dhe pasojat e saj ishin shumë më të rënda sesa mendohej më parë. Pritet, veçanërisht, që deri në vitin 2100 temperatura mesatare e sipërfaqes së tokës në gjerësi të ndryshme gjeografike mund të rritet me një tjetër 1,4-5,8 ° C, me të gjitha pasojat që pasojnë.

Ngrohja e klimës shpërndahet në mënyrë të pabarabartë: në gjerësi veriore është më e theksuar se në tropikët. Prandaj, në shekullin aktual, temperaturat e dimrit do të rriten më së shumti në Alaskë, Kanadanë Veriore, Grenlandë, Azinë veriore dhe Tibet, dhe temperaturat e verës në Azia Qendrore. Kjo shpërndarje e ngrohjes sjell një ndryshim në dinamikën e rrjedhave të ajrit, dhe për rrjedhojë një rishpërndarje të reshjeve. Dhe kjo, nga ana tjetër, shkakton gjithnjë e më shumë fatkeqësi natyrore - uragane, përmbytje, thatësira, zjarre pyjore. Në shekullin e 20-të, rreth 10 milionë njerëz vdiqën në fatkeqësi të tilla. Për më tepër, numri i fatkeqësive të mëdha dhe pasojat e tyre shkatërruese janë në rritje. Ka pasur 20 fatkeqësi natyrore në shkallë të gjerë në vitet 50, 47 në vitet 70 dhe 86 në vitet 90. Dëmet e shkaktuara nga fatkeqësitë natyrore janë të mëdha (shih grafikun).

Vitet e para të këtij shekulli u shënuan nga përmbytje të paparë, uragane, thatësira dhe zjarre pyjore.

Dhe ky është vetëm fillimi. Ngrohja e mëtejshme e klimës në gjerësi të larta kërcënon shkrirjen e ngricave të përhershme në Siberinë veriore, gadishullin Kola dhe rajonet nënpolare Amerika e Veriut. Kjo do të thotë se themelet nën ndërtesat në Murmansk, Vorkuta, Norilsk, Magadan dhe dhjetëra qytete dhe qyteza të tjera që qëndrojnë në tokë të ngrirë do të notojnë (shenjat e një fatkeqësie që po afrohet tashmë janë vërejtur në Norilsk). Megjithatë, kjo nuk është e gjitha. Predha e ngrirjes së përhershme po shkrihet dhe hapet një dalje për akumulimet e mëdha të metanit të ruajtura nën të për mijëra vjet, një gaz që shkakton një rritje të efektit serë. Tashmë është regjistruar se metani në shumë vende në Siberi ka filluar të rrjedhë në atmosferë. Nëse klima këtu ngrohet pak më shumë, emetimet e metanit do të bëhen masive. Rezultati është një rritje e efektit serë dhe një ngrohje edhe më e madhe e klimës në të gjithë planetin.

Sipas skenarit pesimist, për shkak të ngrohjes së klimës, deri në vitin 2100 niveli i Oqeanit Botëror do të rritet me gati një metër. Dhe pastaj bregdeti jugor deti Mesdhe, bregu perëndimor i Afrikës, Azia Jugore (India, Sri Lanka, Bangladeshi dhe Maldivet), të gjitha vendet bregdetare të Azisë Juglindore dhe atolet e koraleve në Oqeanin Paqësor dhe Indian do të jenë skena e një fatkeqësie natyrore. Vetëm në Bangladesh, deti kërcënon të mbyt rreth tre milionë hektarë tokë dhe të detyrojë zhvendosjen e 15-20 milionë njerëzve. Në Indonezi, 3.4 milionë hektarë mund të përmbyten dhe të paktën dy milionë njerëz mund të zhvendosen. Për Vietnamin, këto shifra do të ishin dy milionë hektarë dhe dhjetë milionë njerëz të zhvendosur. Dhe numri i përgjithshëm i viktimave të tilla në mbarë botën mund të arrijë afërsisht një miliard.

Sipas ekspertëve të UNEP-it, kostot e shkaktuara nga ngrohja e klimës së Tokës do të vazhdojnë të rriten. Kostot për mbrojtjen kundër rritjes së nivelit të detit dhe stuhive të larta mund të arrijnë në 1 miliard dollarë në vit. Nëse përqendrimi i CO 2 në atmosferë dyfishohet në krahasim me nivelet para-industriale, bujqësia dhe pylltaria globale do të humbasin deri në 42 miliardë dollarë në vit për shkak të thatësirave, përmbytjeve dhe zjarreve, dhe sistemi i furnizimit me ujë do të përballet me kosto shtesë (rreth 47 miliardë dollarë). deri në vitin 2050.

Njeriu gjithnjë e më shumë po e çon natyrën dhe veten në një rrugë qorre, nga e cila është gjithnjë e më e vështirë të dalësh. Matematikani dhe ekologu i shquar rus Akademiku N. N. Moiseev paralajmëroi se biosfera, si çdo sistem kompleks jolinear, mund të humbasë stabilitetin, si rezultat i të cilit do të fillojë kalimi i saj i pakthyeshëm në një gjendje të caktuar pothuajse të qëndrueshme. Ka më shumë se gjasa që në këtë gjendje të re parametrat e biosferës të jenë të papërshtatshëm për jetën e njeriut. Prandaj, nuk do të ishte gabim të thuhet se njerëzimi po balancon në teh të briskut. Sa kohë mund të balancohet kështu? Në vitin 1992, dy nga organizatat shkencore më autoritative në botë - Shoqëria Mbretërore Britanike dhe Akademia Kombëtare Amerikane e Shkencave - deklaruan së bashku: "E ardhmja e planetit tonë varet në balancë. Zhvillimi i qëndrueshëm mund të arrihet, por vetëm nëse Degradimi i pakthyeshëm i planetit ndalet me kohë. 30 vitet e ardhshme do të jenë vendimtare." Nga ana tjetër, N.N. Moiseev shkroi se "një katastrofë e tillë mund të mos ndodhë në një të ardhme të pasigurt, por ndoshta tashmë në mesin e shekullit të 21-të të ardhshëm".

Nëse këto parashikime janë të sakta, atëherë, sipas standardeve historike, ka mbetur shumë pak kohë për të gjetur një rrugëdalje - nga tre deri në pesë dekada.

Si të dilni nga një qorrsokak?

Për shumë qindra vjet, njerëzit ishin absolutisht të bindur: njeriu u krijua nga Krijuesi si kurora e natyrës, sundimtari dhe transformatori i saj. Një narcisizëm i tillë ende mbështetet nga fetë kryesore botërore. Për më tepër, një ideologji e tillë homocentrike u mbështet nga gjeologu dhe gjeokimisti i shquar rus V.I. Vernadsky, i cili formuloi në vitet 20 të shekullit të kaluar idenë e kalimit të biosferës në noosferë (nga noos - mendje greke). në një lloj “shtrese” intelektuale të biosferës. "Njerëzimi, i marrë në tërësi, bëhet një forcë e fuqishme gjeologjike. Dhe para tij, para mendimit dhe veprës së tij, lind çështja e ristrukturimit të biosferës në interes të njerëzimit të mendimit të lirë si një tërësi e vetme," shkroi ai. Për më tepër, "[një person] mund dhe duhet të rindërtojë fushën e jetës së tij përmes punës dhe mendimit, të rindërtojë rrënjësisht në krahasim me atë që ishte më parë" (theksimi i shtuar. - Yu Sh.).

Në fakt, siç u përmend tashmë, nuk kemi një kalim të biosferës në noosferë, por kalimin e saj nga evolucioni natyror në të panatyrshëm, të imponuar nga ndërhyrja agresive e njerëzimit. Kjo ndërhyrje shkatërruese nuk vlen vetëm për biosferën, por edhe për atmosferën, hidrosferën dhe pjesërisht për litosferën. Çfarë lloj mbretërie arsyeje ekziston nëse njerëzimi, edhe pasi ka kuptuar shumë (ndonëse jo të gjitha) aspekte të degradimit të mjedisit natyror që ka krijuar, nuk është në gjendje të ndalojë dhe vazhdon të përkeqësojë krizën mjedisore. Ai sillet në habitatin e tij natyror si një dem në një dyqan porcelani.

Ka filluar një hangover e hidhur - një nevojë urgjente për të gjetur një rrugëdalje. Kërkimi i tij është i vështirë, pasi njerëzimi modern është shumë heterogjen - si në aspektin e nivelit të zhvillimit teknik, ekonomik dhe kulturor, ashtu edhe në mentalitet. Disa njerëz janë thjesht indiferentë ndaj fatit të ardhshëm të shoqërisë botërore, ndërsa të tjerë i përmbahen logjikës së modës së vjetër: ne nuk kemi dalë nga telashe të tilla, por do të dalim edhe këtë herë. Shpresat për "ndoshta" mund të rezultojnë të jenë një llogaritje e gabuar fatale.

Një pjesë tjetër e njerëzimit e kupton seriozitetin e rrezikut të afërt, por në vend që të marrë pjesë në një kërkim kolektiv për një rrugëdalje, ajo e drejton gjithë energjinë e saj në ekspozimin e atyre që janë përgjegjës për situatën aktuale. Këta njerëz e konsiderojnë globalizimin liberal, vendet e industrializuara egoiste ose thjesht "armikun kryesor të gjithë njerëzimit" - Shtetet e Bashkuara - përgjegjëse për krizën. Ata e shfryjnë zemërimin e tyre në faqet e gazetave dhe revistave, organizojnë protesta masive, marrin pjesë në trazira në rrugë dhe kënaqen me thyerjen e xhamave në qytetet ku mbahen forume të organizatave ndërkombëtare. Duhet të them se zbulime dhe demonstrata të tilla nuk e çojnë zgjidhjen e një problemi universal një hap më tej, por përkundrazi e pengojnë atë?

Së fundi, pjesa e tretë, shumë e vogël e komunitetit botëror, jo vetëm e kupton shkallën e kërcënimit, por edhe i përqendron burimet e saj intelektuale dhe materiale në gjetjen e rrugëve për të dalë nga situata aktuale. Ajo përpiqet të dallojë një perspektivë në mjegullën e së ardhmes dhe të gjejë rrugën optimale në mënyrë që të mos pengohet dhe të bjerë në humnerë.

Duke peshuar rreziqet dhe burimet reale që ka njerëzimi në fillim të shekullit të 21-të, mund të themi se ka ende disa mundësi për të dalë nga ngërçi aktual. Por kërkohet një mobilizim i paprecedentë i sensit të shëndoshë dhe i vullnetit të gjithë komunitetit botëror për të zgjidhur shumë probleme në tre drejtime strategjike.

E para prej tyre është një riorientim psikologjik i shoqërisë botërore, një ndryshim rrënjësor në stereotipet e sjelljes së saj. "Për të dalë nga krizat e krijuara nga qytetërimi teknogjen, shoqërisë do t'i duhet të kalojë një fazë të vështirë të revolucionit shpirtëror, si në Rilindje," thotë akademiku B. S. Stepin. "Ne do të duhet të zhvillojmë vlera të reja... Ne duhet të ndryshojmë qëndrimin tonë ndaj natyrës: ne nuk mund ta konsiderojmë atë si një qilar pa fund, si një fushë për ribërje dhe lërim". Një revolucion i tillë psikologjik është i pamundur pa komplikime të rëndësishme të menduarit logjikçdo individ dhe kalimi në model i ri sjelljen e shumicës së njerëzimit. Por, nga ana tjetër, është e pamundur pa ndryshime thelbësore në marrëdhëniet brenda shoqërisë - pa norma të reja morale, pa një organizim të ri të mikro- dhe makro-shoqërisë, pa marrëdhënie të reja midis shoqërive të ndryshme.

Një riorientim i tillë psikologjik i njerëzimit është shumë i vështirë. Do të na duhet të thyejmë stereotipet e të menduarit dhe sjelljes që janë zhvilluar gjatë mijëra viteve. Dhe para së gjithash, ne kemi nevojë për një rishikim rrënjësor të vetëvlerësimit të njeriut si kurorë e natyrës, transformator dhe sundimtar i saj. Kjo paradigmë homocentrike, e predikuar për mijëra vjet nga shumë fe botërore, e mbështetur në shekullin e 20-të nga doktrina e noosferës, duhet të dërgohet në koshin ideologjik të historisë.

Në kohën tonë nevojitet një sistem tjetër vlerash. Qëndrimi i njerëzve ndaj natyrës së gjallë dhe të pajetë nuk duhet të bazohet në kundërshtimin - "ne" dhe "gjithçka tjetër", por në të kuptuarit se si "ne" dhe "gjithçka tjetër" janë pasagjerë të barabartë të anijes kozmike të quajtur "Toka". . Një revolucion i tillë psikologjik duket i pamundur. Por le të kujtojmë se në epokën e kalimit nga feudalizmi në kapitalizëm, një revolucion pikërisht i këtij lloji, edhe pse në shkallë më të vogël, ndodhi në ndërgjegjen e aristokracisë, e cila tradicionalisht e ndante shoqërinë në "ne" (njerëz të gjakut blu. ) dhe "ata" (njerëzit e zakonshëm dhe vetëm rrëmujat). Në botën moderne demokratike, ide të tilla janë bërë imorale. "Tabu" të shumta në lidhje me natyrën mund të shfaqen dhe duhet të shfaqen dhe të zënë vend në vetëdijen individuale dhe publike - një lloj imperativi ekologjik që kërkon balancimin e nevojave të shoqërisë botërore dhe çdo personi me aftësitë e ekosferës. Morali duhet të shkojë përtej marrëdhënieve ndërpersonale ose ndërkombëtare dhe të përfshijë norma të sjelljes në lidhje me natyrën e gjallë dhe të pajetë.

Drejtimi i dytë strategjik është përshpejtimi dhe globalizimi i progresit shkencor dhe teknologjik. "Meqenëse kriza ekologjike e krijuar, që kërcënon të zhvillohet në një katastrofë globale, është shkaktuar nga zhvillimi i forcave prodhuese, arritjet e shkencës dhe teknologjisë, një rrugëdalje prej saj është e paimagjinueshme pa zhvillimin e mëtejshëm të këtyre komponentëve të procesit të qytetërimit." shkroi N. N. Moiseev. "Për të gjetur një rrugëdalje ", do të kërkojë përpjekjen maksimale të gjeniut krijues të njerëzimit, shpikje dhe zbulime të panumërta. Prandaj, është e nevojshme të çlirohet sa më shpejt individi, për të krijuar mundësi për çdo person të aftë për të zbuluar potencialin e tij krijues”.

Në të vërtetë, njerëzimit do t'i duhet të ndryshojë rrënjësisht strukturën e prodhimit që është zhvilluar gjatë shekujve, gravitet specifik industria minerare, ndotja e tokës dhe ujërave nëntokësore nga bujqësia; kalimi nga energjia hidrokarbure në energjinë bërthamore; zëvendësoni transportin automobilistik dhe të aviacionit që funksionon me karburant të lëngshëm me ndonjë tjetër, miqësor ndaj mjedisit; të ristrukturojë ndjeshëm të gjithë industrinë kimike për të minimizuar ndotjen e atmosferës, ujit dhe tokës nga produktet dhe mbetjet e saj...

Disa shkencëtarë e shohin të ardhmen e njerëzimit në largimin nga qytetërimi teknogjen i shekullit të 20-të. Yu V. Yakovets, për shembull, beson se në epokën post-industriale, të cilën ai e sheh si një "shoqëri humaniste", "natyra teknologjike e shoqërisë së vonë-industriale do të kapërcehet". Në fakt, për të parandaluar një fatkeqësi mjedisore, kërkohet intensifikimi maksimal i përpjekjeve shkencore dhe teknike për të krijuar dhe zbatuar teknologji mjedisore në të gjitha sferat e veprimtarisë njerëzore: bujqësi, energji, metalurgji, industri kimike, ndërtim, jetën e përditshme, etj. shoqëria post-industriale bëhet jo post-teknogjenik, por, përkundrazi, super-teknogjenik. Një tjetër gjë është se vektori i teknogjenitetit të tij po ndryshon nga përthithja e burimeve në ruajtjen e burimeve, nga teknologjitë e pista mjedisore në ato të mbrojtjes së mjedisit.

Është e rëndësishme të kihet parasysh se teknologji të tilla cilësisht të reja po bëhen gjithnjë e më të rrezikshme, pasi ato mund të përdoren si në dobi të njerëzimit dhe natyrës, ashtu edhe në dëm të tyre. Prandaj, këtu kërkohet kujdes dhe kujdes në rritje të vazhdueshme.

Drejtimi i tretë strategjik është tejkalimi ose të paktën reduktimi i ndjeshëm i hendekut teknik, ekonomik dhe socio-kulturor midis qendrës post-industriale të komunitetit botëror dhe periferisë dhe gjysmëperiferisë së saj. Në fund të fundit, ndryshimet thelbësore teknologjike duhet të ndodhin jo vetëm në vendet shumë të zhvilluara me burime të mëdha financiare dhe njerëzore, por edhe në të gjithë botën në zhvillim, e cila po industrializohet me shpejtësi, kryesisht në bazë të teknologjive të vjetra, të rrezikshme për mjedisin dhe nuk ka as burime financiare dhe as njerëzore. për të zbatuar teknologjitë e mbrojtjes së mjedisit. Inovacionet teknologjike, të cilat aktualisht po krijohen vetëm në qendrën post-industriale të komunitetit botëror, duhet të futen edhe në periferinë e tij industriale ose industrializuese. Përndryshe, teknologjitë e vjetruara, të rrezikshme për mjedisin do të përdoren këtu në një shkallë në rritje dhe degradimi i mjedisit natyror të planetit do të përshpejtohet edhe më shumë. Është e pamundur të ndalet procesi i industrializimit në rajonet në zhvillim të botës. Kjo do të thotë se ne duhet t'i ndihmojmë ata ta bëjnë këtë në një mënyrë që minimizon dëmtimin në mjedis. Kjo qasje është në interes të gjithë njerëzimit, përfshirë popullsinë e vendeve shumë të zhvilluara.

Të tre detyrat strategjike me të cilat përballet komuniteti botëror janë të paprecedentë si në vështirësi ashtu edhe në rëndësinë e tyre për fatet e ardhshme të njerëzimit. Ato janë të ndërlidhura ngushtë dhe të ndërvarura. Dështimi për të zgjidhur njërën prej tyre nuk do t'ju lejojë të zgjidhni të tjerat. Në përgjithësi, ky është një provë e pjekurisë së species Homo sapiens, e cila u bë "më e zgjuara" midis kafshëve. Ka ardhur koha për të vërtetuar se ai është vërtet i zgjuar dhe i aftë për të shpëtuar ekosferën e tokës dhe veten në të nga degradimi.

Skanuar dhe përpunuar nga Yuri Abolonko (Smolensk)

E RI NË JETË, SHKENCË, TEKNOLOGJI

ABONOHUNI SERIA POPULLORE SHKENCORE

KOSMONAUTIKA, ASTRONOMIA

7/1989

Botohet çdo muaj që nga viti 1971.

Yu. I. Grishin
EKOSISTEMI I HAPËSIRËS ARTIFICIALE

Në bashkëngjitje të këtij numri:

TURIZMI HAPËSINOR
KRONIKA E KOSMONAUTIKËS
LAJME ASTRONOMIKE

Shtëpia botuese "Dituria" Moskë 1989

BBK 39,67
G 82

Redaktor I. G. VIRKO

Grishin Yu. I.

ISBN 5-07-000519-7

Broshura i kushtohet problemeve të mbështetjes jetësore për ekuipazhet e anijeve kozmike dhe strukturat e ardhshme afatgjata hapësinore. Janë marrë në konsideratë modele të ndryshme të sistemeve artificiale ekologjike, duke përfshirë njerëzit dhe lidhje të tjera biologjike. Broshura është menduar për një gamë të gjerë lexuesish.

3500000000BBK 39.67

ISBN 5-07-000519-7© Shtëpia Botuese "Dituria", 1989

PREZANTIMI

Fillimi i shekullit të 21-të mund të hyjë në historinë e zhvillimit të qytetërimit tokësor si një fazë cilësisht e re në eksplorimin e hapësirës rrethore: vendosja e drejtpërdrejtë e objekteve hapësinore natyrore dhe artificiale me një qëndrim të gjatë të njerëzve në këto objekte.

Duket se vetëm kohët e fundit sateliti i parë artificial i Tokës u hodh në orbitën e ulët hapësinore të Tokës (1957), u bë fluturimi i parë dhe fotografia e anës së largët të Hënës (1959), njeriu i parë ishte në hapësirë ​​(Yu. A Gagarin, 1961), u shfaq në televizion një film emocionues në momentin e ecjes së njeriut në hapësirë ​​(A. A. Leonov, 1965) dhe u demonstruan hapat e parë të astronautëve në sipërfaqen e Hënës (N. Armstrong dhe E. Aldrin, 1969). Por çdo vit këto dhe shumë ngjarje të tjera të jashtëzakonshme të epokës hapësinore bëhen një gjë e së kaluarës dhe bëhen histori. Ato, në fakt, janë vetëm fillimi i mishërimit të ideve të formuluara nga i madhi K. E. Tsiolkovsky, i cili e konsideroi hapësirën jo vetëm si hapësirë ​​astronomike, por edhe si mjedis për banimin dhe jetën e njeriut në të ardhmen. Ai besonte se "nëse jeta nuk do të shpërndahej në të gjithë universin, nëse do të kufizohej në një planet, atëherë kjo jetë shpesh do të ishte e papërsosur dhe do t'i nënshtrohej një fundi të trishtuar" (1928).

Sot tashmë është parashikuar opsionet e mundshme evolucioni biologjik i njerëzve në lidhje me vendosjen e një pjese të konsiderueshme të popullsisë jashtë Tokës, po zhvillohen modele të mundshme të eksplorimit të hapësirës, ​​ndikimi transformues i programeve hapësinore në natyrë, ekonomi dhe marrëdhëniet me publikun. Gjithashtu merren parasysh dhe zgjidhen problemet e vetë-mjaftueshmërisë së pjesshme ose të plotë të vendbanimeve në hapësirë ​​duke përdorur sisteme të mbyllura bioteknike të mbështetjes së jetës, çështjet e krijimit të bazave hënore dhe planetare, industrisë dhe ndërtimit hapësinor, si dhe përdorimin e burimeve dhe materialeve jashtëtokësore të energjisë.

Fjalët e K. E. Tsiolkovsky kanë filluar të bëhen të vërteta se "njerëzimi nuk do të mbetet në Tokë përgjithmonë, por në ndjekje të dritës dhe hapësirës, ​​së pari do të depërtojë me druajtje përtej atmosferës, dhe më pas do të pushtojë të gjithë hapësirën rrethore diellore" (1911).

Mbahet në Kohët e fundit Në takimet dhe forumet ndërkombëtare për bashkëpunimin në hapësirë ​​në interes të zgjerimit të mëtejshëm të kërkimit shkencor të hapësirës afër Tokës dhe afër Diellit, studimit të Marsit, Hënës dhe planetëve të tjerë të sistemit diellor, u shprehën shpresat që zbatimi i programe të mëdha hapësinore, që kërkojnë kosto të mëdha materiale, teknike dhe financiare, do të kryhen me përpjekjet e përbashkëta të shumë vendeve në kuadër të bashkëpunimit ndërkombëtar. "Vetëm mendja kolektive e njerëzimit është e aftë të lëvizë në lartësitë e hapësirës afër Tokës dhe më tej në hapësirën afër diellit dhe yjeve," tha M. S. Gorbachev në fjalimin e tij drejtuar përfaqësuesve të huaj të lëvizjes komuniste - pjesëmarrës në kremtimin e 70 vjetori i Revolucionit të Madh të Tetorit.

Një nga kushtet më të rëndësishme për eksplorimin e mëtejshëm të hapësirës së jashtme nga njeriu është sigurimi i jetës dhe aktiviteteve të sigurta të njerëzve gjatë qëndrimit dhe punës së tyre të zgjatur në stacionet hapësinore, anijet kozmike, bazat planetare dhe hënore të largëta nga Toka.

Mënyra më e përshtatshme për të zgjidhur këtë problem më të rëndësishëm, siç besojnë sot shumë studiues vendas dhe të huaj, është krijimi i sistemeve të mbyllura bioteknike të mbështetjes së jetës në strukturat hapësinore të banuara afatgjatë, d.m.th., sisteme ekologjike hapësinore artificiale që përfshijnë njerëzit dhe lidhje të tjera biologjike. .

Në këtë broshurë ne do të përpiqemi të përshkruajmë parimet bazë të ndërtimit të sistemeve të tilla, të japim informacion mbi rezultatet e eksperimenteve të mëdha me bazë tokësore të kryera në përgatitje për krijimin e sistemeve të mbështetjes së jetës bioteknike hapësinore dhe të tregojmë problemet që duhen ende. zgjidhur në Tokë dhe në hapësirë ​​për të siguruar besueshmërinë e kërkuar të funksionimit të këtyre sistemeve në kushte hapësinore.

NJERIU NË EKOSISTEM NATYROR

Para se të dërgojmë një person në një udhëtim të gjatë hapësinor, së pari do të përpiqemi t'u përgjigjemi pyetjeve: çfarë i duhet atij për të jetuar normalisht dhe për të punuar me fryt në Tokë dhe si zgjidhet problemi i mbështetjes së jetës njerëzore në planetin tonë?

Përgjigjet për këto pyetje nevojiten për të krijuar sisteme të mbështetjes së jetës për ekuipazhet në anije kozmike me njerëz, stacione orbitale dhe struktura dhe baza aliene. Ne me të drejtë mund ta konsiderojmë Tokën tonë si një anije kozmike të madhe me origjinë natyrore, e cila ka bërë fluturimin e saj të pafund në hapësirë ​​rreth Diellit për 4.6 miliardë vjet. Ekuipazhi i kësaj anije sot përbëhet nga 5 miliardë njerëz. Popullsia në rritje e shpejtë e Tokës, e cila nga fillimi i shekullit të 20-të. ishte 1.63 miliardë njerëz, dhe në prag të shekullit të 21-të. duhet të arrijë tashmë 6 miliardë, dëshmia më e mirë e pranisë së një mekanizmi mjaft efektiv dhe të besueshëm për mbështetjen e jetës njerëzore në Tokë.

Pra, çfarë i duhet një personi në Tokë për të siguruar jetën dhe aktivitetet e tij normale? Vështirë se është e mundur të japësh një përgjigje të shkurtër por gjithëpërfshirëse: të gjitha aspektet e jetës, veprimtarisë dhe interesave njerëzore janë shumë të gjera dhe të shumëanshme. Rivendosni në detaje të paktën një ditë të jetës suaj dhe do të shihni që një person nuk ka nevojë për aq pak.

Kënaqja e nevojave të njeriut për ushqim, ujë dhe ajër, të cilat janë nevoja bazë fiziologjike, është kushti kryesor për jetën dhe veprimtarinë e tij normale. Megjithatë, kjo gjendje është e lidhur pazgjidhshmërisht me një tjetër: trupi i njeriut, si çdo organizëm tjetër i gjallë, ekziston në mënyrë aktive falë metabolizmit brenda trupit dhe me mjedisin e jashtëm.

Duke konsumuar oksigjen, ujë, lëndë ushqyese, vitamina dhe kripëra minerale nga mjedisi, trupi i njeriut i përdor ato për të ndërtuar dhe rinovuar organet dhe indet e tij, duke marrë të gjithë energjinë e nevojshme për jetën nga proteinat, yndyrat dhe karbohidratet në ushqim. Produktet e mbeturinave ekskretohen nga trupi në mjedis.

Siç dihet, intensiteti i metabolizmit dhe i energjisë në trupin e njeriut është i tillë që një i rritur mund të mbijetojë pa oksigjen vetëm për disa minuta, pa ujë për rreth 10 ditë dhe pa ushqim deri në 2 muaj. Përshtypja e jashtme se trupi i njeriut nuk pëson ndryshime është mashtruese dhe e pasaktë. Ndryshimet në trup ndodhin vazhdimisht. Sipas A.P. Myasnikov (1962), gjatë ditës në trupin e një të rrituri që peshon 70 kg, 450 miliardë eritrocite, nga 22 në 30 miliardë leukocite, nga 270 në 430 miliardë trombocite zëvendësohen dhe vdesin, rreth 125 g proteina thyhen. poshtë, 70 g yndyrë dhe 450 g karbohidrate me çlirimin e më shumë se 3000 kcal nxehtësie, 50% të qelizave epiteliale të traktit gastrointestinal, 1/75 e qelizave kockore të skeletit dhe 1/20 e të gjithë Qelizat e lëkurës integrale të trupit restaurohen dhe vdesin (d.m.th. çdo 20 ditë një person "ndryshon plotësisht lëkurën e tij"), rreth 140 qime në kokë dhe 1/150 e të gjithë qerpikëve bien dhe zëvendësohen me të rinj, etj. Mesatarisht, bëhen 23,040 inhalime dhe nxjerrje, 11,520 litra kalojnë përmes ajrit të mushkërive, 460 litra oksigjen absorbohen, 403 litra dioksid karboni dhe 1,2-1,5 litra urinë që përmban deri në 30 g substanca të dendura ekskretohen nga trupi. , 0,4 litra avullohen përmes mushkërive dhe formohen rreth 0,6 litra ujë që përmban 10 g substanca të dendura, 20 g sebum.

Ky është intensiteti i metabolizmit të një personi në vetëm një ditë!

Kështu, një person vazhdimisht, gjatë gjithë jetës së tij, çliron produkte metabolike dhe energji termike të krijuar në trup si rezultat i zbërthimit dhe oksidimit të ushqimit, çlirimit dhe transformimit të energjisë kimike të ruajtur në ushqim. Produktet metabolike dhe nxehtësia e çliruar duhet të hiqen vazhdimisht ose periodikisht nga trupi, duke ruajtur nivelin sasior të metabolizmit në përputhje të plotë me shkallën e aktivitetit të tij fiziologjik, fizik dhe mendor dhe duke siguruar një ekuilibër në shkëmbimin e materies dhe energjisë midis trupit. dhe mjedisin.

Të gjithë e dinë se si realizohen këto nevoja themelore fiziologjike të njeriut në jetën e përditshme. jeta reale: Pesë miliardë ekuipazhi i anijes kozmike “Planet Earth” merr ose prodhon gjithçka që është e nevojshme për jetën e tyre mbi bazën e rezervave dhe produkteve të planetit, i cili i ushqen, i ujit dhe i vesh, ndihmon në rritjen e numrit të tyre dhe i mbron me atmosferë të gjitha gjallesat nga efektet negative të rrezeve kozmike. Le të paraqesim disa shifra që karakterizojnë qartë shkallën e "shkëmbimit të mallrave" kryesore midis njeriut dhe natyrës.

Nevoja e parë e vazhdueshme e njeriut është të marrë frymë ajri. "Nuk mund të thithësh shumë ajër", thotë një fjalë e urtë ruse. Nëse çdo person kërkon mesatarisht 800 g oksigjen çdo ditë, atëherë e gjithë popullsia e Tokës duhet të konsumojë 1.5 miliardë ton oksigjen në vit. Atmosfera e Tokës ka rezerva të mëdha të rinovueshme të oksigjenit: kur peshë totale e atmosferës së tokës është rreth 5 ∙ 10 15 ton oksigjen është afërsisht 1/5, që është pothuajse 700 mijë herë më shumë se konsumi vjetor i oksigjenit i të gjithë popullsisë së Tokës. Natyrisht, përveç njerëzve, oksigjeni atmosferik përdoret nga bota e kafshëve, dhe gjithashtu shpenzohet për procese të tjera oksiduese, shkalla e të cilave në planet është e madhe. Megjithatë, proceset e kundërt të reduktimit nuk janë më pak intensive: falë fotosintezës, për shkak të energjisë rrezatuese të Diellit, bimët në tokë, dete dhe oqeane lidhin vazhdimisht dioksidin e karbonit të çliruar nga organizmat e gjallë në proceset oksiduese në një sërë përbërjesh organike me çlirimi i njëkohshëm i oksigjenit molekular. Sipas gjeokimistëve, të gjitha bimët në Tokë lëshojnë 400 miliardë tonë oksigjen në vit, ndërsa lidhin 150 miliardë tonë karbon (nga dioksidi i karbonit) me 25 miliardë ton hidrogjen (nga uji). Nëntë të dhjetat e këtij prodhimi prodhohen nga bimët ujore.

Rrjedhimisht, çështja e furnizimit të njerëzve me oksigjen ajri zgjidhet me sukses në Tokë kryesisht përmes proceseve të fotosintezës në bimë.

Nevoja tjetër më e rëndësishme e njeriut është uji.

Në trupin e njeriut, është mjedisi në të cilin zhvillohen reaksione të shumta biokimike të proceseve metabolike. Duke përbërë 2/3 e peshës trupore të njeriut, uji luan një rol të madh në sigurimin e funksioneve të tij jetësore. Uji shoqërohet jo vetëm me furnizimin e trupit me lëndë ushqyese, thithjen, shpërndarjen dhe asimilimin e tyre, por edhe me çlirimin e produkteve përfundimtare metabolike.

Uji hyn në trupin e njeriut në formën e pijeve dhe ushqimit. Sasia e ujit që kërkon trupi i një të rrituri varion nga 1,5 - 2 deri në 10 - 15 litra në ditë dhe varet nga aktiviteti i tij fizik dhe kushtet mjedisore. Dehidratimi i trupit ose kufizimi i tepërt i marrjes së ujit çon në një ndërprerje të mprehtë të funksioneve të tij dhe në helmim nga produktet metabolike, në veçanti azoti.

Një sasi shtesë uji është e nevojshme që një person të plotësojë nevojat sanitare dhe shtëpiake (larje, larje, prodhim, blegtori, etj.). Kjo sasi tejkalon ndjeshëm normën fiziologjike.

Sasia e ujit në sipërfaqen e Tokës është e madhe, vëllimi i tij është mbi 13,7 ∙ 10 8 km 3 . Megjithatë, furnizimet me ujë të freskët të përshtatshëm për qëllime të pijshme janë ende të kufizuara. Sasia e reshjeve (uji i ëmbël) që bie mesatarisht në vit në sipërfaqen e kontinenteve si rezultat i ciklit të ujit në Tokë është vetëm rreth 100 mijë km 3 (1/5 e sasisë totale të reshjeve në Tokë). Dhe vetëm një pjesë e vogël e kësaj sasie përdoret në mënyrë efektive nga njerëzit.

Kështu, në anijen kozmike Toka, furnizimet me ujë mund të konsiderohen të pakufizuara, por konsumi i ujit të pastër të pastër kërkon një qasje ekonomike.

Ushqimi i shërben trupit të njeriut si burim energjie dhe substancash të përfshira në sintezën e përbërësve të indeve, në rinovimin e qelizave dhe elementeve strukturore të tyre. Trupi kryen vazhdimisht proceset e oksidimit biologjik të proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve të furnizuara me ushqim. Një dietë ushqyese duhet të përfshijë sasinë e nevojshme të aminoacideve, vitaminave dhe mineraleve. Substancat ushqimore, që zakonisht ndahen nga enzimat në traktin tretës në komponime më të thjeshta, me molekulare të ulët (aminoacide, monosakaride, acide yndyrore dhe shumë të tjera), absorbohen dhe shpërndahen nga gjaku në të gjithë trupin. Produktet përfundimtare të oksidimit të ushqimit janë më shpesh dioksidi i karbonit dhe uji, të cilët ekskretohen nga trupi si produkte të mbeturinave. Energjia e çliruar gjatë oksidimit të ushqimit ruhet pjesërisht në trup në formën e përbërjeve të pasuruara me energji, dhe pjesërisht shndërrohet në nxehtësi dhe shpërndahet në mjedis.

Sasia e ushqimit që i nevojitet trupit varet kryesisht nga intensiteti i aktivitetit të tij fizik. Energjia e metabolizmit bazal, d.m.th., një metabolizëm i tillë kur një person është në pushim të plotë, është mesatarisht 1700 kcal në ditë (për burrat nën moshën 30 vjeç që peshojnë deri në 70 kg). Në këtë rast, shpenzohet vetëm për zbatimin e proceseve fiziologjike (frymëmarrja, funksioni i zemrës, lëvizshmëria e zorrëve, etj.) dhe sigurimi i qëndrueshmërisë së temperaturës normale të trupit (36.6 ° C).

Aktiviteti fizik dhe mendor i një personi kërkon një rritje të shpenzimit të energjisë nga trupi dhe konsumimin e më shumë ushqimit. Është vërtetuar se konsumi ditor i energjisë i një personi gjatë punës së moderuar mendore dhe fizike është rreth 3000 kcal. Dieta ditore e një personi duhet të ketë të njëjtën përmbajtje kalori. Përmbajtja kalorike e dietës llogaritet afërsisht në bazë të vlerat e njohura nxehtësia e çliruar gjatë oksidimit të plotë të çdo gram proteinash (4,1 kcal), yndyrave (9,3 kcal) dhe karbohidrateve (4,1 kcal). Raporti i duhur i proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve në dietë përcaktohet nga mjekësia në përputhje me nevojat fiziologjike të një personi dhe përfshin nga 70 deri në 105 g proteina, nga 50 në 150 g yndyrna dhe nga 300 në 600 g karbohidrate. brenda një vlere kalori të dietës. Ndryshimet në përbërjen e dietës në proteina, yndyrna dhe karbohidrate lindin, si rregull, për shkak të ndryshimeve në aktivitetin fizik të trupit, por varen edhe nga zakonet e personit. traditat kombëtare në të ushqyerit, disponueshmëria e një produkti të caktuar ushqimor dhe, natyrisht, mundësi specifike sociale për të plotësuar nevojat ushqyese.

Secili prej lëndëve ushqyese kryen funksione specifike në trup. Kjo vlen veçanërisht për proteinat që përmbajnë azot, i cili nuk është pjesë e lëndëve të tjera ushqyese, por është i nevojshëm për restaurimin e proteinave të veta në trupin e njeriut. Vlerësohet se në trupin e një të rrituri shkatërrohen të paktën 17 g proteina të veta në ditë, të cilat duhet të rikthehen përmes ushqimit. Prandaj, kjo sasi e proteinave është minimumi i kërkuar në dietën e çdo personi.

Yndyrnat dhe karbohidratet mund të zëvendësohen kryesisht me njëra-tjetrën, por deri në kufij të caktuar.

Ushqimi i rregullt i njeriut mbulon plotësisht nevojën e trupit për proteina, yndyrna dhe karbohidrate, si dhe e furnizon atë me mineralet dhe vitaminat e nevojshme.

Megjithatë, në ndryshim nga furnizimet e pakufizuara të oksigjenit (ajrit) dhe ujit të pijshëm, i cili është ende i mjaftueshëm në planet dhe konsumi i të cilit është i racionalizuar rreptësisht vetëm në disa rajone, zakonisht të thata, sasia e produkteve ushqimore është e kufizuar nga niveli i ulët. produktiviteti i ciklit natyror trofik (ushqimor), i përbërë nga tre nivele kryesore: bimë - kafshë - njerëz. Në të vërtetë, bimët formojnë biomasë duke përdorur vetëm 0.2% të energjisë diellore që vjen në Tokë. Kur konsumojnë biomasë bimore për ushqim, kafshët shpenzojnë jo më shumë se 10-12% të energjisë që asimilojnë për nevojat e tyre. Në fund të fundit, një person, duke konsumuar ushqime me origjinë shtazore, plotëson nevojat energjetike të trupit të tij me një shkallë shumë të ulët të shfrytëzimit të energjisë fillestare diellore.

Përmbushja e nevojave ushqimore ka qenë gjithmonë detyra më e vështirë e njeriut. Përdorimi pasiv i aftësive të natyrës në këtë drejtim është i kufizuar, pasi pjesa më e madhe e globit është e mbuluar nga oqeane dhe shkretëtira me produktivitet të ulët biologjik. Vetëm disa rajone të Tokës, të karakterizuara nga kushte të favorshme klimatike të qëndrueshme, sigurojnë produktivitet të lartë primar të substancave, të cilat, nga rruga, nuk janë gjithmonë të pranueshme nga pikëpamja e nevojave ushqimore të njeriut. Rritja e popullsisë së Tokës, shpërndarja e saj në të gjitha kontinentet dhe zonat gjeografike planet, duke përfshirë zonat me kushte të pafavorshme klimatike, si dhe shterimi gradual i burimeve natyrore të ushqimit, kanë çuar në një gjendje ku plotësimi i nevojave ushqimore në Tokë është shndërruar në një problem universal njerëzor. Sot besohet se vetëm deficiti global i proteinave dietike është 15 milion ton në vit. Kjo do të thotë se të paktën 700 milionë njerëz në botë janë sistematikisht të kequshqyer. Dhe kjo pavarësisht se njerëzimi në fund të shek. Në përgjithësi, dallohet nga një organizim mjaft i lartë shoqëror, arritje të mëdha në zhvillimin e shkencës, teknologjisë, industrisë dhe prodhimit bujqësor dhe një kuptim i thellë i unitetit të tij në përbërje, biosfera e planetit.

Ushqimi është i rëndësishëm faktor mjedisor jo vetëm për njerëzit, por për të gjitha kafshët. Në varësi të disponueshmërisë së ushqimit, shumëllojshmërisë, cilësisë dhe sasisë së tij, karakteristikat e një popullate të organizmave të gjallë (fertiliteti dhe vdekshmëria, jetëgjatësia, shkalla e zhvillimit, etj.) mund të ndryshojnë ndjeshëm. Lidhjet ushqimore (trofike) ndërmjet organizmave të gjallë, siç do të tregohet më poshtë, janë në themel të ciklit biologjik të biosferës (tokësore) të substancave dhe sistemeve ekologjike artificiale që përfshijnë njerëzit.

Toka do të jetë në gjendje t'u sigurojë atyre që jetojnë në të gjithçka që u nevojitet për një kohë të gjatë, nëse njerëzimi përdor burimet e planetit në mënyrë më racionale dhe me kujdes, zgjidh çështjet e transformimit të natyrës në një mënyrë të shëndoshë mjedisore, eliminon garën e armëve dhe vendos një fundi i armëve bërthamore.

Baza shkencore për zgjidhjen e problemit të mbështetjes së jetës për njerëzimin në Tokë, e formuluar nga V.I. Vernadsky, qëndron në kalimin e biosferës së Tokës në noosferë, domethënë në një biosferë që është ndryshuar nga mendimi shkencor dhe është transformuar për të përmbushur të gjitha nevojat e një njerëzimi numerikisht në rritje (sfera e arsyes). V.I. Vernadsky supozoi se, me origjinën në Tokë, noosfera, ndërsa njeriu eksploron hapësirën rreth yjore, duhet të shndërrohet në një element të veçantë strukturor të hapësirës.

ANIJE kozmike ME Ekuipazh – EKOSISTEM ARTIFICIALE

Si të zgjidhet problemi i sigurimit të ekuipazhit të një anije kozmike me ushqim të freskët, të larmishëm, ujë të pastër dhe ajër jetëdhënës? Natyrisht, përgjigjja më e thjeshtë është të merrni gjithçka që ju nevojitet me vete. Kështu bëjnë ata në rastet e fluturimeve afatshkurtra me njerëz.

Me rritjen e kohëzgjatjes së fluturimit, kërkohen më shumë furnizime. Prandaj, është e nevojshme të rigjenerohen disa substanca të konsumueshme (për shembull, uji), të përpunohen mbetjet njerëzore dhe mbeturinat. proceset teknologjike disa sisteme anijesh (për shembull, sorbentët e rigjenerueshëm të dioksidit të karbonit) për të ripërdorur këto substanca dhe për të zvogëluar rezervat fillestare.

Zgjidhja ideale duket të jetë zbatimi i një qarkullimi të plotë (ose pothuajse të plotë) të substancave brenda një vëllimi të kufizuar të një "shtëpie" të hapësirës së banuar. Sidoqoftë, një zgjidhje e tillë komplekse mund të jetë e dobishme dhe praktikisht e realizueshme vetëm për ekspedita të mëdha hapësinore që zgjasin më shumë se 1,5 - 3 vjet (A. M. Genin, D. Talbot, 1975). Roli vendimtar në krijimin e ciklit të substancave në ekspedita të tilla zakonisht i caktohet proceseve të biosintezës. Funksionet e furnizimit të ekuipazhit me ushqim, ujë dhe oksigjen, si dhe heqja dhe përpunimi i produkteve metabolike dhe mbajtja e parametrave të kërkuar të habitatit të ekuipazhit në një anije, stacion, etj., u caktohen të ashtuquajturave sisteme të mbështetjes së jetës (LSS ). Një paraqitje skematike e llojeve kryesore të sistemeve të mbështetjes së jetës për ekuipazhet hapësinore është paraqitur në Fig. 1.

Oriz. 1. Skemat e llojeve kryesore të sistemeve të mbështetjes së jetës për ekuipazhet hapësinore: 1 – sistemi në rezervë (të gjitha mbetjet hiqen); 2 – sistemi i rezervave me rigjenerim të pjesshëm fizik dhe kimik të substancave (PCR) (një pjesë e mbetjeve hiqet, një pjesë e rezervave mund të rinovohet); 3 – sistem me FCR të pjesshme dhe rigjenerim të pjesshëm biologjik të substancave nga impiantet (BR) me njësi korrigjimi të mbetjeve (BC); 4 – sistem me rigjenerim të plotë të mbyllur të substancave (rezervat janë të kufizuara nga mikroaditivët). Emërtimet: E – energji rrezatuese ose termike, IE – burim energjie, O – mbetje, BB – biobllok me kafshë, vijë me pika – proces opsional

Sistemet e mbështetjes për jetën e ekuipazheve hapësinore janë komplekse jashtëzakonisht komplekse. Tre dekada të epokës së hapësirës kanë konfirmuar efikasitetin dhe besueshmërinë e mjaftueshme të sistemeve të krijuara të mbështetjes për jetën, të cilat u operuan me sukses në anijen kozmike sovjetike Vostok dhe Soyuz, Mercury Amerikan, Gemini dhe Apollo, si dhe në orbitalin Salyut dhe Skylab. stacione " Puna e kompleksit kërkimor Mir me një sistem të përmirësuar të mbështetjes së jetës në bord vazhdon. Të gjitha këto sisteme kanë siguruar fluturime për më shumë se 200 kozmonautë nga vende të ndryshme.

Parimet e ndërtimit dhe funksionimit të sistemeve të mbështetjes së jetës që janë përdorur dhe përdoren aktualisht për fluturimet në hapësirë ​​janë gjerësisht të njohura. Ato bazohen në përdorimin e proceseve të rigjenerimit fizik dhe kimik. Në të njëjtën kohë, problemi i përdorimit të proceseve të biosintezës në LSS hapësinore, dhe aq më tepër problemi i ndërtimit të LSS të mbyllur bioteknik për fluturimet në hapësirë, mbetet ende i hapur.

Ekzistojnë këndvështrime të ndryshme, ndonjëherë drejtpërdrejt të kundërta, mbi mundësinë dhe realizueshmërinë e zbatimit praktik të sistemeve të tilla në përgjithësi dhe në anijen kozmike në veçanti. Argumentet kundër janë dhënë si më poshtë: kompleksiteti, mungesa e njohurive, intensiteti i energjisë, mosbesueshmëria, mospërshtatshmëria, etj. Megjithatë, shumica dërrmuese e ekspertëve i konsiderojnë të gjitha këto çështje si të zgjidhshme dhe përdorimin e sistemeve bioteknike të mbështetjes së jetës si pjesë e vendbanime të mëdha hapësinore të ardhshme, baza hënore, planetare dhe ndërplanetare dhe struktura të tjera të largëta jashtëtokësore - të pashmangshme.

Përfshirja në sistemin e mbështetjes së jetës së ekuipazhit, së bashku me pajisje të shumta teknike, të njësive biologjike, funksionimi i të cilave kryhet sipas ligjeve komplekse të zhvillimit të lëndës së gjallë, kërkon një qasje cilësore të re, ekologjike për formimin e bioteknike. sistemet e mbështetjes së jetës, në të cilat duhet të arrihet një ekuilibër i qëndrueshëm dinamik dhe konsistencë e flukseve të materies dhe energjisë në të gjitha hallkat. Në këtë kuptim, çdo anije kozmike e banueshme duhet të konsiderohet si një sistem ekologjik artificial.

Një anije kozmike e banuar përfshin të paktën një lidhje biologjike që funksionon në mënyrë aktive - një person (ekuipazh) me mikroflorën e tij. Në të njëjtën kohë, njerëzit dhe mikroflora ekzistojnë në ndërveprim me mjedisin e krijuar artificialisht në anijen kozmike, duke siguruar një ekuilibër të qëndrueshëm dinamik të sistemit biologjik përsa i përket rrjedhave të materies dhe energjisë.

Kështu, edhe me sigurimin e plotë të jetës së ekuipazhit në anije kozmike për shkak të rezervave të substancave dhe në mungesë të lidhjeve të tjera biologjike, anija kozmike e banueshme është tashmë një sistem ekologjik hapësinor artificial. Mund të izolohet plotësisht ose pjesërisht në materie nga mjedisi i jashtëm (hapësira e jashtme), por izolimi i tij energjetik (termik) nga ky mjedis është plotësisht i përjashtuar. Shkëmbim i vazhdueshëm energjia me mjedisin ose të paktën largimi i vazhdueshëm i nxehtësisë është një kusht i domosdoshëm për funksionimin e çdo ekosistemi hapësinor artificial.

Shekulli 21 shtron detyra të reja, edhe më ambicioze për njerëzimin në eksplorimin e mëtejshëm të hapësirës së jashtme. (Me sa duket, do të ishte më e saktë të thuhej se njerëzimi po i vendos këto detyra për shekullin e 21-të.) Pamja specifike e ekosistemit hapësinor të ardhshëm mund të përcaktohet në varësi të qëllimit dhe orbitës së strukturës hapësinore (anija kozmike e drejtuar ndërplanetare, afër Stacioni orbital i tokës, baza hënore, baza marsiane, platforma hapësinore e ndërtimit, kompleksi i strukturave të banimit në asteroidë, etj.), Madhësia e ekuipazhit, kohëzgjatja e funksionimit, furnizimi me energji elektrike dhe pajisjet teknike dhe, natyrisht, në shkallën e gatishmërisë së disa teknologjive proceset, duke përfshirë proceset e biosintezës së kontrolluar dhe proceset e transformimit të kontrolluar të materies dhe energjisë në lidhjet biologjike të ekosistemeve.

Sot mund të themi se detyrat dhe programet e kërkimit të avancuar të hapësirës janë përcaktuar në BRSS dhe SHBA në nivel shtetëror afërsisht deri në vitin 2000. Për detyrat e shekullit të ardhshëm, shkencëtarët ende flasin në formë parashikimesh. Kështu, rezultatet e një studimi të botuar në 1984 (dhe i kryer në vitin 1979 nga një punonjës i Korporatës Rand nga pyetësor 15 ekspertë kryesorë nga SHBA dhe Britania e Madhe) zbuluan pamjen e pasqyruar në tabelën e mëposhtme:

Fizikani i famshëm amerikan J. O'Neil, i cili merret me problemet e vendbanimeve të ardhshme hapësinore të njerëzimit, e publikoi parashikimin e tij në vitin 1974, i cili në vitin 1988 supozonte se 10 mijë njerëz do të punonin në hapësirë. Ky parashikim nuk u realizua, por sot shumë ekspertë Besohet se deri në vitin 1990, 50-100 njerëz do të punojnë vazhdimisht në hapësirë.

Specialisti i njohur Dr. Puttkamer (Gjermani) beson se periudha nga viti 1990 deri në vitin 2000 do të karakterizohet nga fillimi i vendosjes së hapësirës afër Tokës dhe pas vitit 2000 duhet të sigurohet autonomia e banorëve të hapësirës dhe një habitat i mbyllur ekologjikisht. duhet të krijohet sistemi.

Llogaritjet tregojnë se me një rritje të kohëzgjatjes së qëndrimit të një personi në hapësirë ​​(deri në disa vjet), me një rritje të madhësisë së ekuipazhit dhe me rritjen e distancës së anijes nga Toka, lind nevoja për të kryer biologjik rigjenerimi i substancave të konsumueshme dhe mbi të gjitha ushqimit, drejtpërdrejt në bordin e anijes. Në të njëjtën kohë, jo vetëm treguesit teknikë dhe ekonomikë (masë dhe energji) dëshmojnë në favor të mbështetjes biologjike të jetës, por gjithashtu, jo më pak të rëndësishëm, tregues të besueshmërisë biologjike të njerëzve si një lidhje përcaktuese në ekosistemin e hapësirës artificiale. Le ta shpjegojmë këtë të fundit më në detaje.

Ekzistojnë një sërë lidhjesh të studiuara (dhe të paeksploruara deri më tani) midis trupit të njeriut dhe natyrës së gjallë, pa të cilat aktiviteti i tij i suksesshëm afatgjatë i jetës është i pamundur. Këto përfshijnë, për shembull, lidhjet e tij natyrore trofike, të cilat nuk mund të zëvendësohen plotësisht nga ushqimi nga furnizimet e ruajtura në anije. Kështu, disa vitamina që janë absolutisht të nevojshme për njerëzit (karotenoide ushqimore, acid askorbik, etj.) janë të paqëndrueshme gjatë ruajtjes: në kushte tokësore, jetëgjatësia e, për shembull, vitaminave C dhe P është 5-6 muaj. Nën ndikimin e kushteve hapësinore, me kalimin e kohës, ndodh një ristrukturim kimik i vitaminave, si rezultat i të cilit ato humbasin aktivitetin e tyre fiziologjik. Për këtë arsye, ato ose duhet të riprodhohen vazhdimisht biologjikisht (në formën e ushqimit të freskët, si perimet), ose të dërgohen rregullisht nga Toka, siç ishte rasti gjatë fluturimit vjetor në hapësirë, rekord në stacionin Mir. Përveç kësaj, studimet mjekësore dhe biologjike kanë treguar se në kushtet e fluturimit në hapësirë, astronautët kërkojnë një rritje të marrjes së vitaminave. Kështu, gjatë fluturimeve nën programin Skylab, konsumi i vitaminave B dhe vitaminës C (acidi askorbik) nga astronautët u rrit afërsisht 10 herë, vitamina A (akseroftol) - 2 herë, vitamina D (kalciferol) - pak më e lartë se norma tokësore. Tani është vërtetuar gjithashtu se vitaminat me origjinë biologjike kanë përparësi të qarta ndaj preparateve të pastruara të të njëjtave vitamina të marra kimikisht. Kjo për faktin se biomasa përmban vitamina në kombinim me një sërë substancash të tjera, duke përfshirë stimuluesit, dhe kur konsumohen ato kanë një efekt më efektiv në metabolizmin e një organizmi të gjallë.

Dihet se produktet ushqimore bimore natyrore përmbajnë të gjitha proteinat bimore (aminoacide), lipide (acidet yndyrore esenciale), të gjithë kompleksin e vitaminave të tretshme në ujë dhe pjesërisht të tretshme në yndyrë, karbohidrate, substanca biologjikisht aktive dhe fibra. Roli i këtyre përbërësve ushqimorë në metabolizëm është i madh (V.I. Yazdovsky, 1988). Natyrisht, procesi ekzistues i përgatitjes së racioneve hapësinore, i cili përfshin regjime të ashpra përpunimi (mekanike, termike, kimike), nuk mund të mos zvogëlojë efektivitetin e përbërësve individualë të rëndësishëm të ushqimit në metabolizmin e njeriut.

Me sa duket, duhet të merret parasysh edhe efekti i mundshëm kumulativ i rrezatimit radioaktiv kozmik në produktet ushqimore të ruajtura për një kohë të gjatë në anije.

Për rrjedhojë, nuk mjafton vetëm plotësimi i përmbajtjes kalorike të ushqimit me normën e vendosur, është e nevojshme që ushqimi i astronautit të jetë sa më i larmishëm dhe i freskët.

Zbulimi nga biologët francezë i aftësisë së ujit të pastër për të "kujtuar" disa veçori të molekulave biologjikisht aktive dhe më pas për të transmetuar këtë informacion në qelizat e gjalla duket se fillon të sqarojë mençurinë e lashtë të zanave popullore rreth ujit "të gjallë" dhe "të vdekur". Nëse ky zbulim konfirmohet, atëherë lind një problem themelor i rigjenerimit të ujit në anijen kozmike afatgjatë: a pastrohet apo merret uji me metoda fizike dhe kimike në cikle të shumta të izoluara, i aftë për të zëvendësuar ujin "të gjallë" biologjikisht aktiv?

Mund të supozohet gjithashtu se një qëndrim i gjatë në një vëllim të izoluar të një anije kozmike me një habitat artificial të gaztë të marrë me mjete kimike nuk është indiferent ndaj trupit të njeriut, të gjitha brezat e të cilit kanë ekzistuar në një atmosferë me origjinë biogjene, përbërja e së cilës është më e larmishme. Nuk është e rastësishme që organizmat e gjallë të kenë aftësinë të dallojnë izotopet e disa elementeve kimike (përfshirë izotopet e qëndrueshme të oksigjenit O 16, O 17, O 18), si dhe të zbulojnë dallime të vogla në forcën e lidhjeve kimike të izotopeve në molekula. H 2 O, CO 2 etj. Dihet se pesha atomike e oksigjenit varet nga burimi i prodhimit të tij: oksigjeni nga ajri është pak më i rëndë se oksigjeni nga uji. Organizmat e gjallë e "ndiejnë" këtë ndryshim, megjithëse vetëm spektrometrat speciale të masës mund ta përcaktojnë atë në mënyrë sasiore. Frymëmarrja e zgjatur e oksigjenit të pastër kimikisht në kushtet e fluturimit në hapësirë ​​mund të çojë në intensifikimin e proceseve oksiduese në trupin e njeriut dhe në ndryshime patologjike në indet e mushkërive.

Duhet theksuar se ajri, i cili është me origjinë biogjene dhe i pasuruar me fitoncidet bimore, luan një rol të veçantë për njeriun. Fitoncidet janë substanca biologjikisht aktive të prodhuara vazhdimisht nga bimët që vrasin ose shtypin bakteret, kërpudhat mikroskopike dhe protozoarët. Prania e fitoncideve në ajrin përreth është, si rregull, e dobishme për trupin e njeriut dhe shkakton një ndjenjë freskie në ajër. Për shembull, komandanti i ekuipazhit të tretë amerikan të stacionit Skylab theksoi se ekuipazhi i tij kënaqej duke thithur ajër të pasuruar me fitoncid limoni.

Në rastet e njohura të infeksionit të njeriut me baktere që vendosen në kondicionerët (“sëmundja e legjionarëve”), fitoncidet do të ishin një dezinfektues i fortë dhe në lidhje me sistemet e ajrit të kondicionuar në ekosistemet e mbyllura mund ta eliminonin këtë mundësi. Siç ka treguar studimi i M. T. Dmitriev, fitoncidet mund të veprojnë jo vetëm drejtpërdrejt, por edhe indirekt, duke rritur kapacitetin baktericid të ajrit dhe duke rritur përmbajtjen e joneve negative të lehta, të cilat kanë një efekt të dobishëm në trupin e njeriut. Kjo zvogëlon numrin e joneve të padëshiruara të rënda pozitive në ajër. Fitoncidet, të cilat janë bartëse unike të funksionit mbrojtës të bimëve nga mikroflora mjedisore, jo vetëm që lëshohen në ajrin që rrethon bimën, por përmbahen edhe në biomasa e vetë bimëve. Hudhra, qepa, mustarda dhe shumë bimë të tjera janë më të pasurat me fitoncidet. Duke i konsumuar si ushqim, njeriu kryen një luftë të padukshme, por shumë efektive kundër mikroflorës infektive që hyn në trup.

Duke folur për rëndësinë e lidhjeve biologjike në një ekosistem hapësinor artificial për njerëzit, nuk mund të mos vërehet roli i veçantë pozitiv i bimëve më të larta si një faktor në uljen e stresit emocional të astronautëve dhe përmirësimin e rehatisë psikologjike. Të gjithë astronautët që duhej të kryenin eksperimente me bimë më të larta në bordin e stacioneve hapësinore ishin unanim në vlerësimet e tyre. Kështu, L. Popov dhe V. Ryumin në stacionin orbital Salyut-6 u kënaqën me kujdesin për bimët në serat eksperimentale "Malakite" (serë xhami me njolla të brendshme me orkide tropikale) dhe "Oasis" (serë eksperimentale me kultura bimore dhe vitamina. ). Ata kryen lotim, monitoruan rritjen dhe zhvillimin e bimëve, kryen inspektime dhe punë parandaluese në pjesën teknike të serrave dhe thjesht admiruan brendësinë e gjallë të orkideve në momente të rralla pushimi. “Kërkimet biologjike na dhanë shumë kënaqësi. Ne kishim, për shembull, instalimin e Malakitit me orkide, dhe kur e dërguam në Tokë, ndjemë një lloj humbjeje, stacioni u bë më pak i rehatshëm. Kështu tha L. Popov pas uljes. “Puna me Malakitin në bordin e kompleksit hapësinor na ka dhënë gjithmonë kënaqësi të veçantë”, shtoi V. Ryumin tek L. Popov.

Në një konferencë shtypi më 14 tetor 1985, kushtuar rezultateve të punës në orbitën e kozmonautëve V. Dzhanibekov dhe G. Grechko në bordin e stacionit orbital Salyut-7, inxhinieri i fluturimit (G. Grechko) tha: “Të gjithëve gjallesat, për çdo filiz në hapësirë ​​ka një qëndrim të veçantë, të kujdesshëm: ato ju kujtojnë Tokën dhe ju ngrenë shpirtrat.”

Kështu, bimët më të larta u nevojiten astronautëve jo vetëm si një lidhje në një sistem ekologjik artificial ose një objekt kërkimi shkencor, por edhe si një element estetik i mjedisit të njohur tokësor, një shoqërues i gjallë i astronautit në jetën e tij të gjatë, të vështirë dhe intensive. misioni. Dhe a nuk është kjo anë estetike dhe roli psikologjik i serrës në bordin e anijes kozmike që S.P. Korolev kishte në mendje kur, në përgatitje për fluturimet e ardhshme hapësinore, formuloi pyetjen e mëposhtme si pyetjen tjetër: "Çfarë mund të keni në të hipni në një anije kozmike të rëndë ndërplanetare apo në një anije kozmike të rëndë orbitale?” stacion (ose në një serë) nga bimët zbukuruese që kërkojnë një minimum kostoje dhe kujdesi? Dhe përgjigja e parë për këtë pyetje është marrë tashmë sot: këto janë orkide tropikale, të cilave duket se u ka pëlqyer atmosfera e stacionit hapësinor.

Duke diskutuar problemin e sigurimit të besueshmërisë dhe sigurisë së fluturimeve afatgjata në hapësirë, akademiku O. G. Gazenko dhe bashkëautorët (1987) theksojnë me të drejtë se “nganjëherë nevoja shpirtërore e pavetëdijshme për kontakt me natyrën e gjallë bëhet një forcë reale, e cila mbështetet nga fakte të rrepta shkencore që tregojnë efikasitetin ekonomik dhe fizibilitetin teknik të afrimit të biosferave artificiale sa më afër mjedisit natyror që ushqeu njerëzimin. Nga ky këndvështrim, drejtimi strategjik drejt krijimit të sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës duket shumë korrekt.” Dhe më tej: “Përpjekjet për të izoluar njeriun nga natyra janë jashtëzakonisht joekonomike. Sistemet biologjike do të sigurojnë qarkullimin e substancave në vendbanime të mëdha hapësinore më mirë se çdo tjetër.”

Një nga avantazhet themelore të sistemeve biologjike në krahasim me ato jobiologjike është potenciali për funksionimin e tyre të qëndrueshëm me një vëllim minimal të funksioneve të kontrollit dhe menaxhimit (E. Ya. Shepelev, 1975). Ky avantazh është për shkak të aftësisë natyrore të sistemeve të gjalla, të cilat janë në ndërveprim të vazhdueshëm me mjedisin, për të korrigjuar proceset për mbijetesë në të gjitha nivelet biologjike - nga një qelizë e vetme e një organizmi te popullatat dhe biogjeocenozat - pavarësisht nga shkalla e të kuptuarit të këto procese në çdo moment të caktuar nga një person dhe aftësia ose paaftësia (ose më mirë, gatishmëria e tij) për të bërë rregullimet e nevojshme në procesin e qarkullimit të substancave në një ekosistem artificial.

Shkalla e kompleksitetit të ekosistemeve hapësinore artificiale mund të jetë e ndryshme: nga sistemet më të thjeshta të rezervave, sistemet me rigjenerim fiziko-kimik të substancave dhe përdorimi i lidhjeve biologjike individuale, deri te sistemet me një cikël biologjik pothuajse të mbyllur të substancave. Numri i lidhjeve biologjike dhe zinxhirëve trofikë, si dhe numri i individëve në secilën lidhje, siç është përmendur tashmë, varet nga qëllimi dhe karakteristikat teknike anije kozmike.

Efikasiteti dhe parametrat kryesorë të një ekosistemi hapësinor artificial, duke përfshirë lidhjet biologjike, mund të përcaktohen paraprakisht dhe të llogariten bazuar në një analizë sasiore të proceseve të qarkullimit biologjik të substancave në natyrë dhe një vlerësim të efikasitetit energjetik të ekosistemeve natyrore lokale. Seksioni tjetër i kushtohet kësaj çështjeje.

RELEI I SUBSTANCAVE NË CIKLIN BIOLOGJIK

Një sistem ekologjik i mbyllur i formuar në bazë të lidhjeve biologjike duhet të konsiderohet si një sistem ideal i mbështetjes së jetës për vendbanimet e ardhshme të mëdha hapësinore. Krijimi i sistemeve të tilla sot është ende në fazën e llogaritjeve, konstruksioneve teorike dhe testimit në terren për të ndërlidhur lidhjet individuale biologjike me ekuipazhin e testimit.

Qëllimi kryesor i testimit të sistemeve eksperimentale bioteknike të mbështetjes së jetës është të arrihet një cikël i qëndrueshëm, pothuajse i mbyllur i substancave në një ekosistem me një ekuipazh dhe ekzistenca relativisht e pavarur e një biocenoze të formuar artificialisht në një mënyrë ekuilibri dinamik afatgjatë të bazuar kryesisht në brendësi. mekanizmat e kontrollit. Prandaj, kërkohet një studim i plotë i proceseve të ciklit biologjik të substancave në biosferën e Tokës për të përdorur më efektivët prej tyre në sistemet bioteknike të mbështetjes së jetës.

Cikli biologjik në natyrë është një garë rele rrethore (qarkullim) i substancave dhe elementeve kimike midis tokës, bimëve, kafshëve dhe mikroorganizmave. Thelbi i saj është si më poshtë. Bimët (organizmat autotrofikë) thithin mineralet e pajetë të varfër me energji dhe dioksidin e karbonit atmosferik. Këto substanca përfshihen në biomasën organike të organizmave bimorë, e cila ka një furnizim të madh energjie të marrë nëpërmjet shndërrimit të energjisë rrezatuese nga Dielli gjatë procesit të fotosintezës. Biomasa bimore transformohet përmes zinxhirëve ushqimorë në organizmat e kafshëve dhe njerëzve (organizmat heterotrofikë) duke përdorur një pjesë të këtyre substancave dhe energjisë për rritjen, zhvillimin dhe riprodhimin e tyre. Organizmat shkatërrues (zbërthyes ose dekompozues), duke përfshirë bakteret, kërpudhat, protozoarët dhe organizmat që ushqehen me lëndë organike të vdekur, mineralizojnë mbetjet. Së fundi, substancat dhe elementët kimikë kthehen në tokë, atmosferë ose mjedis ujor. Si rezultat, një migrim me shumë cikle të substancave dhe elementeve kimike ndodh përmes një zinxhiri të degëzuar të organizmave të gjallë. Ky migrim, i mbështetur vazhdimisht nga energjia e Diellit, përbën ciklin biologjik.

Shkalla e riprodhimit të cikleve individuale të ciklit të përgjithshëm biologjik arrin 90-98%, kështu që mund të flasim vetëm për mbylljen e plotë të tij vetëm me kusht. Ciklet kryesore të biosferës janë ciklet e karbonit, azotit, oksigjenit, fosforit, squfurit dhe lëndëve të tjera ushqyese.

Substancat e gjalla dhe jo të gjalla marrin pjesë në ciklin biologjik natyror.

Lënda e gjallë është biogjene, pasi ajo formohet vetëm përmes riprodhimit të organizmave të gjallë tashmë ekzistues në Tokë. Lënda jo e gjallë e pranishme në biosferë mund të jetë ose me origjinë biogjenike (lëvorja dhe gjethet e rënë të pemëve, frutat e pjekura dhe të ndara nga bima, mbulesat kitinoze të artropodëve, brirët, dhëmbët dhe flokët e kafshëve, pendët e shpendëve, jashtëqitjet e kafshëve, etj. .), dhe abiogjenik (produktet e emetimeve nga vullkanet aktive, gazrat e çliruar nga zorrët e tokës).

Lënda e gjallë e planetit për nga masa e saj përbën një pjesë të parëndësishme të biosferës: e gjithë biomasa e Tokës në peshë të thatë është vetëm njëqind mijë e një përqind e masës së kores së tokës (2 ∙ 10 19 ton). Sidoqoftë, është materia e gjallë ajo që luan një rol vendimtar në formimin e shtresës "kulturore" të kores së tokës, në zbatimin e një race në shkallë të gjerë të substancave dhe elementeve kimike midis një numri të madh të organizmave të gjallë. Kjo është për shkak të një numri karakteristikash specifike të materies së gjallë.

Metabolizmi (metabolizmi). Metabolizmi në një organizëm të gjallë është tërësia e të gjitha transformimeve të materies dhe energjisë në procesin e reaksioneve biokimike që ndodhin vazhdimisht në trup.

Shkëmbimi i vazhdueshëm i substancave midis një organizmi të gjallë dhe mjedisit të tij është tipari më thelbësor i jetës.

Treguesit kryesorë të metabolizmit të trupit me mjedisin e jashtëm janë sasia, përbërja dhe përmbajtja kalorike e ushqimit, sasia e ujit dhe oksigjenit të konsumuar nga një organizëm i gjallë, si dhe shkalla në të cilën trupi i përdor këto substanca dhe energjia e ushqimi. Metabolizmi bazohet në proceset e asimilimit (transformimi i substancave të futura në trup nga jashtë) dhe disimilimi (dekompozimi i substancave organike të shkaktuara nga nevoja për të çliruar energji për funksionimin e trupit).

Qëndrueshmëria termodinamike jo ekuilibër. Në përputhje me ligjin (ligjin) e dytë të termodinamikës, për të kryer punë nuk mjafton vetëm prania e energjisë, por është e nevojshme edhe prania e një ndryshimi potencial, ose niveleve të energjisë. Entropia është një masë e "humbjes" së diferencës potenciale nga çdo sistem energjetik dhe, në përputhje me rrethanat, një masë e humbjes së aftësisë për të prodhuar punë nga ky sistem.

Në proceset që ndodhin në natyrën e pajetë, kryerja e punës çon në një rritje të entropisë së sistemit. Kështu, për transferimin e nxehtësisë, drejtimi i procesit përcakton në mënyrë unike ligjin e dytë të termodinamikës: nga një trup më i nxehtë në një trup më pak të nxehtë. Në një sistem me diferencë të temperaturës zero (në të njëjtën temperaturë të trupave), vërehet entropia maksimale.

Lënda e gjallë, organizmat e gjallë, ndryshe nga natyra e pajetë, e kundërshtojnë këtë ligj. Duke mos qenë asnjëherë në ekuilibër, ata vazhdimisht punojnë kundër vendosjes së tij, gjë që, siç duket, duhet të ndodhë ligjërisht si një korrespondencë me kushtet ekzistuese të jashtme. Organizmat e gjallë shpenzojnë vazhdimisht energji për të ruajtur gjendjen specifike të sistemit të gjallë. Ky tipar më i rëndësishëm njihet në literaturë si parimi Bauer, ose parimi i disekuilibrit të qëndrueshëm të sistemeve të gjalla. Ky parim tregon se organizmat e gjallë janë sisteme të hapura jo ekuilibër që ndryshojnë nga ata jo të gjallë në atë që evoluojnë në drejtim të zvogëlimit të entropisë.

Kjo veçori është karakteristike për biosferën në tërësi, e cila është gjithashtu një sistem dinamik jo ekuilibër. Lënda e gjallë e sistemit është një bartës i energjisë së madhe potenciale,

Aftësia për vetë-riprodhim dhe intensitet të lartë të akumulimit të biomasës. Lënda e gjallë karakterizohet nga një dëshirë e vazhdueshme për të rritur numrin e individëve të saj, për t'u riprodhuar. Lënda e gjallë, duke përfshirë njerëzit, përpiqet të mbushë të gjithë hapësirën e pranueshme për jetën. Intensiteti i riprodhimit të organizmave të gjallë, rritja e tyre dhe akumulimi i biomasës është mjaft i lartë. Shkalla e riprodhimit të organizmave të gjallë, si rregull, është në përpjesëtim të kundërt me madhësinë e tyre. Shumëllojshmëria e madhësive të organizmave të gjallë është një tjetër veçori e natyrës së gjallë.

Shkalla e lartë e reaksioneve metabolike në organizmat e gjallë, tre deri në katër renditje të madhësisë më të larta se ritmet e reaksioneve në natyrën e pajetë, janë për shkak të pjesëmarrjes së përshpejtuesve biologjikë - enzimave - në proceset metabolike. Megjithatë, për të rritur çdo njësi të biomasës ose për të grumbulluar një njësi energjie, një organizëm i gjallë duhet të përpunojë masën fillestare në sasi një ose dy rend të madhësisë më të larta se masa e grumbulluar.

Kapaciteti për diversitet, rinovim dhe evolucion. Lënda e gjallë e biosferës karakterizohet nga cikle jetësore të ndryshme, shumë të shkurtra (në shkallë kozmike). Jetëgjatësia e krijesave të gjalla varion nga disa orë (dhe madje minuta) deri në qindra vjet. Në procesin e veprimtarisë së tyre jetësore, organizmat kalojnë përmes tyre atome të elementeve kimike të litosferës, hidrosferës dhe atmosferës, duke i renditur ato dhe duke lidhur elementë kimikë në formën e substancave specifike të biomasës së një lloji të caktuar organizmi. Për më tepër, edhe brenda kornizës së uniformitetit biokimik dhe unitetit të botës organike (të gjithë organizmat e gjallë modernë janë ndërtuar kryesisht nga proteinat) Natyra e gjallë Ai dallohet për diversitetin e tij të madh morfologjik dhe shumëllojshmërinë e formave të materies. Në total janë më shumë se 2 milionë. komponimet organike të përfshira në lëndën e gjallë. Për krahasim, vërejmë se numri i përbërjeve natyrore (minerale) të lëndës jo të gjallë është vetëm rreth 2 mijë. Diversiteti morfologjik i natyrës së gjallë është gjithashtu i madh: mbretëria e bimëve në Tokë përfshin pothuajse 500 mijë specie, dhe kafshët - 1 milion 500 mijë.

Një organizëm i gjallë i formuar brenda një cikli jetësor ka aftësi të kufizuara përshtatëse ndaj ndryshimeve në kushtet e mjedisit. Megjithatë, cikli relativisht i shkurtër i jetës së organizmave të gjallë kontribuon në rinovimin e tyre të vazhdueshëm nga brezi në brez duke transmetuar informacionin e grumbulluar nga çdo brez përmes aparatit trashëgimor gjenetik dhe duke marrë parasysh këtë informacion nga brezi i ardhshëm. Nga ky këndvështrim, jetëgjatësia e shkurtër e organizmave të një gjenerate është çmimi që ata paguajnë për nevojën për mbijetesën e specieve në tërësi në një mjedis të jashtëm që ndryshon vazhdimisht.

Procesi evolucionar është karakteristik kryesisht për organizmat më të lartë.

Kolektiviteti i ekzistencës. Lënda e gjallë në të vërtetë ekziston në Tokë në formën e biocenozave, dhe jo specieve të izoluara (popullatat). Ndërlidhja e popullatave është për shkak të varësisë së tyre trofike (ushqimore) nga njëra-tjetra, pa të cilat vetë ekzistenca e këtyre specieve është e pamundur.

Këto janë tiparet kryesore cilësore të materies së gjallë që merr pjesë në ciklin biologjik të substancave të biosferës. Në terma sasiorë, intensiteti i akumulimit të biomasës në biosferë është i tillë që mesatarisht çdo tetë vjet rinovohet e gjithë lënda e gjallë në biosferën e Tokës. Pasi kanë përfunduar ciklin e tyre jetësor, organizmat i kthejnë natyrës gjithçka që kanë marrë prej saj gjatë jetës së tyre.

Funksionet kryesore të materies së gjallë në biosferë, të formuluara nga gjeologu vendas A.V. Lapo (1979), përfshijnë energjinë (biosintezën me akumulimin e energjisë dhe transformimin e energjisë në zinxhirët trofikë), përqendrimin (akumulimin selektiv të materies), destruktivin (mineralizimin dhe përgatitjen e substancat për përfshirje në cikël), funksionet e mjedisit (ndryshimi i parametrave fizikë dhe kimikë të mjedisit) dhe transporti (transferimi i substancave).

A KANË EKOSISTEME EFIÇENCA?

Le të përpiqemi tani t'i përgjigjemi pyetjes: a është e mundur të vlerësohet efektiviteti i ciklit biologjik të substancave nga pikëpamja e plotësimit të nevojave ushqyese të njerëzve si kulmi i lidhjes trofike të këtij cikli?

Një përgjigje e përafërt për pyetjen e parashtruar mund të merret në bazë të një qasjeje energjetike për analizën e proceseve të ciklit biologjik dhe studimin e transferimit të energjisë dhe produktivitetit të ekosistemeve natyrore. Në të vërtetë, nëse substancat e ciklit i nënshtrohen ndryshimeve të vazhdueshme cilësore, atëherë energjia e këtyre substancave nuk zhduket, por shpërndahet në rrjedha të drejtuara. Transferuar nga një nivel trofik i ciklit biologjik në tjetrin, energjia biokimike transformohet dhe shpërndahet gradualisht. Transformimi i energjisë së materies në nivele trofike nuk ndodh në mënyrë arbitrare, por në përputhje me modelet e njohura, dhe për këtë arsye kontrollohet brenda një biogjeocenozë specifike.

Koncepti i "biogjeocenozës" është i ngjashëm me konceptin "ekosistem", por i pari mbart një ngarkesë semantike më të rreptë. Nëse një ekosistem quhet pothuajse çdo biokompleks natyror ose artificial ekzistues në mënyrë autonome (kodra, akuariumi, këneta, trungu i pemës së vdekur, pylli, liqeni, oqeani, biosfera e tokës, kabina e anijes kozmike, etj.), atëherë biogjeocenoza, duke qenë një nga nivelet cilësore të ekosistemi specifikohet nga kufijtë e bashkësisë së tij të detyrueshme bimore (fitocenoza). Një ekosistem, si çdo grup i qëndrueshëm i organizmave të gjallë që ndërveprojnë me njëri-tjetrin, është një kategori e zbatueshme për çdo sistem biologjik vetëm në nivelin mbiorganizëm, d.m.th., një organizëm individual nuk mund të jetë një ekosistem.

Cikli biologjik i substancave është një pjesë integrale e biogjeocenozës së tokës. Brenda biogjeocenozave specifike lokale, qarkullimi biologjik i substancave është i mundur, por nuk kërkohet.

Lidhjet energjetike shoqërojnë gjithmonë lidhjet trofike në biogjeocenozë. Së bashku ata përbëjnë bazën e çdo biogjeocenozë. Në përgjithësi, mund të dallohen pesë nivele trofike të biogjeocenozës (shih tabelën dhe Fig. 2), përmes të cilave të gjithë përbërësit e saj shpërndahen në mënyrë sekuenciale përgjatë zinxhirit. Në mënyrë tipike, disa zinxhirë të tillë formohen në biogjeocenoza, të cilat, duke u degëzuar dhe duke u kryqëzuar shumë herë, formojnë rrjete komplekse ushqimore (trofike).

Nivelet trofike dhe zinxhirët ushqimorë në biogjeocenozë

Organizmat e nivelit të parë trofik - prodhuesit kryesorë, të quajtur autotrofë (vetëushqyer) dhe duke përfshirë mikroorganizmat dhe bimët më të larta, kryejnë proceset e sintezës së substancave organike nga ato inorganike. Si një burim energjie për këtë proces, autotrofët përdorin ose energjinë e dritës diellore (fototrofet) ose energjinë e oksidimit të disa përbërjeve minerale (kimiotrofet). Fototrofët marrin karbonin e nevojshëm për sintezë nga dioksidi i karbonit.

Në mënyrë konvencionale, procesi i fotosintezës në bimët e gjelbra (të ulëta dhe më të larta) mund të përshkruhet në formën e reaksionit kimik të mëposhtëm:

Në fund të fundit, nga substanca inorganike të varfëra me energji (dioksid karboni, ujë, kripëra minerale, mikroelemente) çështje organike(kryesisht karbohidratet), i cili është një bartës i energjisë së ruajtur në lidhjet kimike të substancës së formuar. Në këtë reaksion, nevojiten 673 kcal energji diellore për të formuar një gram molekulë të një substance (180 g glukozë).

Efikasiteti i fotosintezës varet drejtpërdrejt nga intensiteti i rrezatimit të dritës së bimëve. Mesatarisht, sasia e energjisë diellore rrezatuese në sipërfaqen e Tokës është rreth 130 W/m2. Në këtë rast, vetëm një pjesë e rrezatimit që gjendet brenda intervalit të gjatësisë së valës nga 0,38 deri në 0,71 mikron është fotosintetikisht aktive. Një pjesë e konsiderueshme e rrezatimit që bie në një gjethe bimore ose në një shtresë uji me mikroalga reflektohet ose kalon nëpër gjethe ose shtresë kot, dhe rrezatimi i absorbuar kryesisht shpenzohet në avullimin e ujit gjatë transpirimit të bimës.

Si rezultat, energjia mesatare Efikasiteti i procesit Fotosinteza e të gjithë mbulesës bimore të globit përbën rreth 0.3% të energjisë së dritës së diellit që hyn në Tokë. Në kushte të favorshme për rritjen e bimëve të gjelbra dhe me ndihmën e njeriut, plantacionet individuale mund të lidhin energjinë e dritës me një efikasitet prej 5-10%.

Organizmat e niveleve të mëvonshme trofike (konsumatorët), të përbërë nga organizma heterotrofikë (kafshë), në fund të fundit sigurojnë jetesën e tyre në kurriz të biomasës bimore të grumbulluar në nivelin e parë trofik. Energjia kimike e ruajtur në biomasa bimore mund të çlirohet, të shndërrohet në nxehtësi dhe të shpërndahet në mjedis në procesin e kombinimit të kundërt të karbohidrateve me oksigjenin. Duke përdorur biomasën bimore si ushqim, kafshët i nënshtrohen oksidimit gjatë frymëmarrjes. Në këtë rast, ndodh procesi i kundërt i fotosintezës, në të cilin energjia e ushqimit çlirohet dhe, me një efikasitet të caktuar, shpenzohet në rritje dhe aktivitetet e jetës organizëm heterotrofik.

Në terma sasiorë, në një biogjeocenozë, biomasa bimore duhet të jetë "përpara" se biomasa e kafshëve, zakonisht me të paktën dy renditje të madhësisë. Kështu, biomasa totale e kafshëve në tokën e tokës nuk kalon 1-3% të biomasës së saj bimore.

Intensiteti i metabolizmit të energjisë së një organizmi heterotrofik varet nga masa e tij. Me një rritje në madhësinë e trupit, shkalla metabolike, e llogaritur për njësi të peshës dhe e shprehur në sasinë e oksigjenit të përthithur për njësi të kohës, zvogëlohet ndjeshëm. Për më tepër, në një gjendje pushimi relativ (metabolizmi standard), varësia e shkallës metabolike të kafshës nga masa e saj, e cila ka formën e një funksioni y = Sëpata k (X– pesha e kafshës, A Dhe k- koeficientët), rezulton të jetë e vlefshme si për organizmat e së njëjtës specie që ndryshojnë madhësinë e tyre gjatë rritjes, ashtu edhe për kafshët me pesha të ndryshme, por që përfaqësojnë një grup ose klasë të caktuar.

Në të njëjtën kohë, treguesit e nivelit të metabolizmit të grupeve të ndryshme të kafshëve tashmë ndryshojnë ndjeshëm nga njëri-tjetri. Këto dallime janë veçanërisht të rëndësishme për kafshët me një metabolizëm aktiv, të cilat karakterizohen nga shpenzimi i energjisë në punën e muskujve, veçanërisht në funksionet motorike.

Bilanci energjetik i një organizmi të kafshëve (konsumator i çdo niveli) për një periudhë të caktuar kohore në përgjithësi mund të shprehet me barazinë e mëposhtme:

E = E 1 + E 2 + E 3 + E 4 + E 5 ,

Ku E– energjia (përmbajtja kalorike) e ushqimit (kcal në ditë), E 1 – energjia metabolike bazale, E 2 – konsumi i energjisë i trupit, E 3 – energjia e prodhimit “të pastër” të trupit, E 4 – energjia e substancave ushqimore të papërdorura, E 5 – energjia e jashtëqitjes dhe sekrecioneve të trupit.

Ushqimi është i vetmi burim i energjisë normale që hyn në trupin e kafshës dhe njeriut, i cili siguron funksionet e tij jetësore. Koncepti "ushqim" ka përmbajtje të ndryshme cilësore për organizma të ndryshëm shtazorë dhe përfshin vetëm ato substanca që konsumohen dhe përdoren nga një organizëm i caktuar i gjallë dhe. janë të nevojshme për të.

Madhësia E për një person është mesatarisht 2500 kcal në ditë. Energjia metabolike bazale E 1 përfaqëson energjinë metabolike në një gjendje pushimi të plotë të trupit dhe në mungesë të proceseve të tretjes. Ai shpenzohet për ruajtjen e jetës në trup, është në funksion të madhësisë së sipërfaqes së trupit dhe shndërrohet në nxehtësi të lëshuar nga trupi në mjedis. Treguesit sasiorë E 1 zakonisht shprehet në njësi specifike për 1 kg masë ose 1 m 2 të sipërfaqes së trupit. Po, për një person E 1 është 32,1 kcal në ditë për 1 kg peshë trupore. Për njësi sipërfaqe E 1 organizma të ndryshëm (gjitarë) janë praktikisht të njëjtë.

Komponenti E 2 përfshin konsumin e energjisë së trupit për termorregullimin kur ndryshon temperatura e ambientit, si dhe për lloje të ndryshme aktiviteti dhe pune trupore: përtypja, tretja dhe asimilimi i ushqimit, puna e muskujve gjatë lëvizjes së trupit, etj. Sipas sasisë E 2 temperatura e ambientit ka një ndikim të rëndësishëm. Kur temperatura rritet dhe bie nga niveli optimal për trupin, kërkohet shpenzim shtesë i energjisë për ta rregulluar atë. Është zhvilluar veçanërisht procesi i rregullimit të temperaturës konstante të trupit tek kafshët me gjak të ngrohtë dhe tek njerëzit.

Komponenti E 3 përfshin dy pjesë: energjinë e rritjes së biomasës (ose popullsisë) të vetë organizmit dhe energjinë e prodhimit shtesë.

Një rritje e biomasës së dikujt ndodh, si rregull, në një organizëm të ri në rritje që po fiton vazhdimisht peshë, si dhe në një organizëm që formon lëndë ushqyese rezervë. Kjo pjesë e komponentit E 3 mund të jetë e barabartë me zero, dhe gjithashtu të marrë vlera negative kur ka mungesë ushqimi (trupi humbet peshë).

Energjia e prodhimit shtesë përmbahet në substanca të prodhuara nga trupi për riprodhim, mbrojtje nga armiqtë, etj.

Çdo individ është i kufizuar në sasinë minimale të produkteve të krijuara në procesin e jetës së tij. Një shkallë relativisht e lartë e krijimit të produkteve dytësore mund të konsiderohet një tregues prej 10-15% (i ushqimit të konsumuar), karakteristik, për shembull, për karkalecat. I njëjti tregues për gjitarët, të cilët shpenzojnë një sasi të konsiderueshme energjie për termorregullimin, është në nivelin 1 – 2%.

Komponenti E 4 është energjia që përmbahet në substancat ushqimore që nuk janë përdorur nga trupi dhe nuk kanë hyrë në trup për një arsye ose një tjetër.

Energjisë E 5, të përfshira në sekrecionet e trupit si rezultat i tretjes dhe asimilimit jo të plotë të ushqimit, varion nga 30–60% e ushqimit të konsumuar (në thundrakët e mëdhenj) në 1–20% (në brejtësit).

Efikasiteti i konvertimit të energjisë nga një organizëm shtazor përcaktohet në mënyrë sasiore nga raporti i prodhimit neto (dytësor) ndaj sasisë totale të ushqimit të konsumuar ose raporti i prodhimit neto me sasinë e ushqimit të tretur. Në një zinxhir ushqimor, efikasiteti (efikasiteti) i secilës lidhje trofike (niveli) është mesatarisht rreth 10%. Kjo do të thotë që në çdo nivel trofik pasues të një qëllimi ushqimor, formohen produkte që nuk kalojnë 10% të energjisë së atij të mëparshmi në përmbajtje kalorike (ose në masë). Me tregues të tillë, efikasiteti i përgjithshëm i përdorimit të energjisë primare diellore në zinxhirin ushqimor të një ekosistemi me katër nivele do të jetë një pjesë e vogël e përqindjes: mesatarisht vetëm 0,001%.

Pavarësisht vlerës në dukje të ulët të efikasitetit të përgjithshëm të riprodhimit të prodhimit, shumica e popullsisë së Tokës i siguron vetes plotësisht një dietë të ekuilibruar jo vetëm nga prodhuesit parësorë, por edhe nga prodhuesit dytësorë. Sa i përket një organizmi të gjallë individualisht, efikasiteti i përdorimit të ushqimit (energjisë) në disa prej tyre është mjaft i lartë dhe tejkalon treguesit e efikasitetit të shumë mjeteve teknike. Për shembull, një derr konverton 20% të energjisë ushqimore të konsumuar në mish me kalori të lartë.

Efikasiteti i përdorimit të energjisë nga konsumatorët e furnizuar nga ushqimi zakonisht vlerësohet në ekologji duke përdorur piramidat ekologjike të energjisë. Thelbi i piramidave të tilla është një paraqitje vizuale e lidhjeve të zinxhirit ushqimor në formën e një rregullimi vartës të drejtkëndëshave mbi njëri-tjetrin, gjatësia ose sipërfaqja e së cilës korrespondon me ekuivalentin e energjisë të nivelit përkatës trofik për njësi e kohës. Për të karakterizuar zinxhirët ushqimorë, përdoren gjithashtu piramidat e numrave (sipërfaqet e drejtkëndëshave korrespondojnë me numrin e individëve në çdo nivel të zinxhirit ushqimor) dhe piramidat e biomasës (të njëjta në lidhje me sasinë e biomasës totale të organizmave në secilin nivel).

Sidoqoftë, piramida e energjisë ofron pamjen më të plotë të organizimit funksional të komuniteteve biologjike brenda një zinxhiri ushqimor specifik, pasi lejon që dikush të merret parasysh dinamika e kalimit të biomasës ushqimore përmes këtij zinxhiri.

EKOSITEMET E BIOSPERËS ARTIFICIALE DHE NATYRORE: ngjashmëritë dhe ndryshimet

K. E. Tsiolkovsky ishte i pari që propozoi krijimin e një sistemi të mbyllur në një raketë hapësinore për qarkullimin e të gjitha substancave të nevojshme për jetën e ekuipazhit, d.m.th., një ekosistem të mbyllur. Ai besonte se në një anije kozmike, të gjitha proceset themelore të transformimit të substancave që ndodhin në biosferën e Tokës duhet të riprodhohen në miniaturë. Megjithatë, për gati gjysmë shekulli ky propozim ekzistonte si një hipotezë fantashkencë.

Puna praktike për krijimin e ekosistemeve hapësinore artificiale bazuar në proceset e qarkullimit biologjik të substancave të zhvilluara me shpejtësi në SHBA, BRSS dhe disa vende të tjera në fund të viteve '50 dhe në fillim të viteve '60. Nuk ka dyshim se kjo u lehtësua nga sukseset e astronautikës, e cila hapi epokën e eksplorimit të hapësirës me lëshimin e satelitit të parë artificial të Tokës në 1957.

Në vitet në vijim, ndërsa këto punime u zgjeruan dhe u thelluan, shumica e studiuesve mund të binden se problemi i paraqitur doli të ishte shumë më kompleks sesa mendohej fillimisht. Ai kërkonte kryerjen jo vetëm të kërkimeve në tokë, por edhe në hapësirë, të cilat, nga ana tjetër, kërkonin kosto të konsiderueshme materiale dhe financiare dhe u penguan nga mungesa e anijeve të mëdha kozmike ose stacioneve kërkimore. Sidoqoftë, në BRSS gjatë kësaj periudhe u krijuan mostra të veçanta eksperimentale tokësore të ekosistemeve me përfshirjen e disa lidhjeve biologjike dhe njerëzve në ciklin aktual të qarkullimit të substancave të këtyre sistemeve. Një grup studimesh shkencore u kryen gjithashtu për të zhvilluar teknologji për kultivimin e objekteve biologjike në gravitetin zero në satelitët hapësinorë, anijet dhe stacionet: "Cosmos-92", "Cosmos-605", "Cosmos-782", "Cosmos-936". ”, “Salyut-6” dhe të tjerë. Rezultatet e hulumtimit sot na lejojnë të formulojmë disa dispozita që merren si bazë për ndërtimin e ekosistemeve të ardhshme hapësinore të mbyllura dhe sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës për astronautët.

Pra, çfarë është e zakonshme për ekosistemet e mëdha hapësinore artificiale dhe biosferën natyrore. ekosistemet? Para së gjithash, ky është izolimi i tyre relativ, personazhet e tyre kryesore janë njerëzit dhe njësitë e tjera biologjike të gjalla, cikli biologjik i substancave dhe nevoja për një burim energjie.

Sistemet e mbyllura ekologjike janë sisteme me një cikël të organizuar elementesh, në të cilat substancat e përdorura me një ritëm të caktuar për shkëmbim biologjik nga disa njësi rigjenerohen me të njëjtën shpejtësi mesatare nga produktet përfundimtare të shkëmbimit të tyre në gjendjen e tyre origjinale nga njësi të tjera dhe janë përsëri. përdoret në të njëjtat cikle shkëmbimi biologjik (Gitelzon et al., 1975).

Në të njëjtën kohë, ekosistemi mund të mbetet i mbyllur pa arritur një cikël të plotë substancash, duke konsumuar në mënyrë të pakthyeshme disa nga substancat nga rezervat e krijuara më parë.

Ekosistemi natyror tokësor është praktikisht i mbyllur në materie, pasi vetëm substancat tokësore dhe elementët kimikë marrin pjesë në ciklet e qarkullimit (pjesa e materies kozmike që bie çdo vit në Tokë nuk kalon 2 × 10-14 përqind të masës së Tokës). Shkalla e pjesëmarrjes së substancave dhe elementeve tokësore në përsëritjen e përsëritur të cikleve kimike të ciklit të tokës është mjaft e lartë dhe, siç u përmend tashmë, siguron riprodhimin e cikleve individuale me 90-98%.

Në një ekosistem të mbyllur artificial, është e pamundur të përsëritet i gjithë diversiteti i proceseve në biosferën e tokës. Sidoqoftë, nuk duhet të përpiqeni për këtë, pasi biosfera në tërësi nuk mund të shërbejë si një ideal i një ekosistemi të mbyllur artificial me njerëzit, bazuar në ciklin biologjik të substancave. Ekzistojnë një sërë dallimesh themelore që karakterizojnë ciklin biologjik të substancave të krijuara artificialisht në një hapësirë ​​të kufizuar të mbyllur për qëllime të mbështetjes së jetës njerëzore.

Cilat janë këto dallime kryesore?

Shkalla e ciklit artificial biologjik të substancave si një mjet për të siguruar jetën e njeriut në një hapësirë ​​të kufizuar të mbyllur nuk mund të krahasohet me shkallën e ciklit biologjik të tokës, megjithëse modelet bazë që përcaktojnë rrjedhën dhe efikasitetin e proceseve në lidhjet e tij individuale biologjike. mund të aplikohet për të karakterizuar lidhje të ngjashme në një ekosistem artificial. Në biosferën e Tokës, aktorët janë pothuajse 500 mijë lloje bimësh dhe 1.5 milion lloje kafshësh, të afta për të zëvendësuar njëra-tjetrën në rrethana të caktuara kritike (për shembull, vdekja e një specie ose popullsie), duke ruajtur stabilitetin e biosferës. Në një ekosistem artificial, përfaqësimi i specieve dhe numri i individëve janë shumë të kufizuara, gjë që rrit ndjeshëm "përgjegjësinë" e secilit organizëm të gjallë të përfshirë në ekosistemin artificial dhe vendos kërkesa në rritje për stabilitetin e tij biologjik në kushte ekstreme.

Në biosferën e Tokës, qarkullimi i substancave dhe elementeve kimike bazohet në një numër të madh ciklesh të ndryshme, të pavarura dhe të kryqëzuara, të pakoordinuara në kohë dhe hapësirë, secila prej të cilave ndodh me shpejtësinë e vet karakteristike. Në një ekosistem artificial, numri i cikleve të tilla është i kufizuar, roli i çdo cikli në ciklin e substancave; rritet shumëfish dhe normat e dakorduara të proceseve në sistem duhet të mbahen rreptësisht si një kusht i domosdoshëm për funksionimin e qëndrueshëm të një sistemi biologjik të mbështetjes së jetës.

Prania e proceseve qorre në biosferë nuk ndikon ndjeshëm në ciklin natyror të substancave, pasi në Tokë ka ende sasi të konsiderueshme të rezervave të substancave të përfshira në cikël për herë të parë. Për më tepër, masa e substancave në proceset pa krye është pa masë më e vogël se kapaciteti buferik i Tokës. Në hapësirën artificiale LSS, kufizimet e përgjithshme gjithmonë ekzistuese mbi masën, vëllimin dhe konsumin e energjisë vendosin kufizime përkatëse në masën e substancave që marrin pjesë në ciklin e LSS biologjike. Prania ose formimi në këtë rast i çdo procesi pa rrugëdalje ul ndjeshëm efikasitetin e sistemit në tërësi, zvogëlon treguesin e mbylljes së tij, kërkon kompensimin e duhur nga rezervat e substancave fillestare dhe, për rrjedhojë, një rritje të këtyre rezervave. në sistem.

Tipari më i rëndësishëm i ciklit biologjik të substancave në ekosistemet artificiale në shqyrtim është roli përcaktues i njerëzve në karakteristikat cilësore dhe sasiore të ciklit të substancave. Futuni në këtë rast kryhet në fund të fundit në interes të plotësimit të nevojave të personit (ekuipazhit), i cili është shtytësi kryesor. Objektet e mbetura biologjike kryejnë funksionet e ruajtjes së mjedisit njerëzor. Bazuar në këtë, çdo specie biologjike në një ekosistem artificial i sigurohet kushtet më optimale të ekzistencës për të arritur produktivitetin maksimal të specieve. Në biosferën e Tokës, intensiteti i proceseve të biosintezës përcaktohet kryesisht nga rrjedha e energjisë diellore në një rajon të caktuar. Në shumicën e rasteve, këto mundësi janë të kufizuara: intensiteti i rrezatimit diellor në sipërfaqen e Tokës është afërsisht 10 herë më i ulët se jashtë atmosferës së Tokës. Për më tepër, çdo organizëm i gjallë, për të mbijetuar dhe zhvilluar, vazhdimisht duhet të përshtatet me kushtet e jetesës, të kujdeset për gjetjen e ushqimit, duke shpenzuar një pjesë të konsiderueshme të energjisë së tij jetësore për këtë. Prandaj, intensiteti i biosintezës në biosferën e Tokës nuk mund të konsiderohet optimal nga pikëpamja e funksionit kryesor të lëngjeve biologjike që mbështesin jetën - plotësimi i nevojave ushqyese të njeriut.

Ndryshe nga biosfera e Tokës, ekosistemet artificiale përjashtojnë proceset dhe faktorët abiotikë në shkallë të gjerë që luajnë një rol të dukshëm, por shpesh të verbër në formimin e biosferës dhe elementeve të saj (ndikimet e motit dhe klimës, tokat e varfëruara dhe territoret e papërshtatshme, Vetitë kimike ujë, etj.).

Këto dhe dallime të tjera kontribuojnë në arritjen e një efikasiteti dukshëm më të madh të transformimit të materies në ekosistemet artificiale, një shpejtësi më të lartë të zbatimit të cikleve të qarkullimit, më shumë vlera të larta Efikasiteti i një sistemi të mbështetjes biologjike të jetës njerëzore.

RRETH SISTEMEVE BIOLOGJIKE TË MBËSHTETJES SË JETËS PËR EKIPIPET HAPËSINORE

Mbështetja biologjike e jetës është një grup objektesh biologjike të zgjedhura posaçërisht, të ndërlidhura dhe të ndërvarura (mikroorganizma, bimë të larta, kafshë), substanca të konsumueshme dhe mjete teknike, duke siguruar në një hapësirë ​​të kufizuar të mbyllur nevojat themelore fiziologjike të një personi për ushqim, ujë dhe oksigjen. , kryesisht në bazë të qarkullimit të qëndrueshëm biologjik të substancave.

Kombinimi i nevojshëm i organizmave të gjallë (objekteve biologjike) dhe mjeteve teknike në sistemet biologjike të mbështetjes së jetës na lejon t'i quajmë këto sisteme gjithashtu bioteknikë. Në këtë rast, mjetet teknike kuptohen si nënsisteme, blloqe dhe pajisje që sigurojnë kushtet e nevojshme për jetën normale të objekteve biologjike të përfshira në biokompleks (përbërja, presioni, temperatura dhe lagështia e mjedisit të gazit, ndriçimi i hapësirës së jetesës, sanitare dhe treguesit higjienikë të cilësisë së ujit, grumbullimit operacional, përpunimit ose depozitimit të mbetjeve, etj.). Mjetet kryesore teknike të mbështetjes biologjike të jetës përfshijnë nënsistemet për furnizimin me energji dhe shndërrimin e energjisë në dritë, rregullimin dhe mirëmbajtjen e përbërjes së gazit të atmosferës në një hapësirë ​​të kufizuar të mbyllur, kontrollin e temperaturës, njësitë e serrave hapësinore, kuzhinat dhe mjetet e rigjenerimit fizik dhe kimik. mbetjeve të ujit dhe ajrit, pajisjeve të përpunimit, transportit dhe mineralizimit etj. Një sërë procesesh për rigjenerimin e substancave në sistem mund të kryhen në mënyrë efektive duke përdorur metoda fiziko-kimike (shih figurën në faqen 52).

Objektet biologjike të LSS së bashku me njerëzit formojnë një biokompleks. Llojet dhe përbërja numerike e organizmave të gjallë të përfshirë në biokompleks përcaktohet në mënyrë që të sigurojë një ekuilibër të qëndrueshëm shkëmbim i kontrolluar substancat ndërmjet ekuipazhit dhe organizmave të gjallë të biokompleksit. Dimensionet (shkalla) e biokompleksit dhe numri i llojeve të organizmave të gjallë të përfaqësuar në biokompleks varen nga produktiviteti i kërkuar, shkalla e mbylljes së sistemit të mbështetjes së jetës dhe vendosen në lidhje me aftësitë specifike teknike dhe energjetike të hapësirës. strukturën, kohëzgjatjen e funksionimit të saj dhe numrin e anëtarëve të ekuipazhit. Parimet për përzgjedhjen e organizmave të gjallë në një biokompleks mund të huazohen nga ekologjia e bashkësive natyrore tokësore dhe biogjeocenozat e menaxhuara, bazuar në marrëdhëniet e vendosura trofike të objekteve biologjike.

Përzgjedhja e specieve biologjike për formimin e cikleve trofike të lëngjeve biologjike që mbështesin jetën është detyra më e vështirë.

Çdo objekt biologjik që merr pjesë në një sistem biologjik të mbështetjes së jetës kërkon për aktivitetin e tij jetësor një hapësirë ​​të caktuar jetese (niche ekologjike), e cila përfshin jo vetëm hapësirën thjesht fizike, por edhe një sërë kushtesh të nevojshme jetese për një specie të caktuar biologjike: sigurimin e rrugës së tij. të jetës, mënyrës së të ushqyerit dhe kushteve mjedisore. Prandaj, për funksionimin e suksesshëm të organizmave të gjallë si pjesë e një sistemi biologjik të mbështetjes së jetës, vëllimi i hapësirës që ata zënë nuk duhet të jetë shumë i kufizuar. Me fjalë të tjera, duhet të ketë dimensione maksimale minimale të një anije kozmike të drejtuar, nën të cilat përjashtohet mundësia e përdorimit të komponentëve biologjikë të mbështetjes së jetës në të.

Në një rast ideal, e gjithë masa e magazinuar fillimisht e substancave, e destinuar për mbështetjen e jetës së ekuipazhit dhe duke përfshirë të gjithë banorët e gjallë, duhet të marrë pjesë në qarkullimin e substancave brenda këtij objekti hapësinor pa futur masë shtesë në të. Në të njëjtën kohë, një sistem i tillë i mbyllur biologjik i mbështetjes së jetës me rigjenerimin e të gjitha substancave të nevojshme për njerëzit dhe një kohë të pakufizuar funksionimi është sot më shumë teorik se një sistem praktikisht real, nëse kemi parasysh ato variante të tij që po shqyrtohen. për ekspeditat hapësinore në të ardhmen e afërt.

Në kuptimin termodinamik (përsa i përket energjisë), asnjë ekosistem nuk mund të mbyllet, pasi shkëmbimi i vazhdueshëm i energjisë midis pjesëve të gjalla të ekosistemit dhe hapësirës përreth është kusht i domosdoshëm për ekzistencën e tij. Dielli mund të shërbejë si një burim energjie falas për sistemet biologjike të mbështetjes së jetës së anijeve kozmike në hapësirën rrethore.Megjithatë, nevoja për një sasi të konsiderueshme energjie për funksionimin e sistemeve të mbështetjes biologjike në shkallë të gjerë kërkon zgjidhje teknike efektive për problemin e grumbullimi i vazhdueshëm, përqendrimi dhe futja e energjisë diellore në një anije kozmike, si dhe lirimi i mëvonshëm i energjisë me potencial të ulët në energjinë termike të hapësirës së jashtme.

Një pyetje e veçantë që lind në lidhje me përdorimin e organizmave të gjallë në fluturimin në hapësirë ​​është se si ato ndikohen nga mungesa e peshës së zgjatur? Ndryshe nga faktorët e tjerë të fluturimit në hapësirë ​​dhe hapësirës së jashtme, efekti i të cilëve në organizmat e gjallë mund të imitohet dhe studiohet në Tokë, efekti i mungesës së peshës mund të përcaktohet drejtpërdrejt vetëm në fluturimin në hapësirë.

BIMËT E GJELBOLLA SI LIDHJA THEMELORE E SISTEMEVE TË MBËSHTETJES BIOLOGJIKE TË JETËS

Bimët më të larta tokësore konsiderohen elementët kryesorë dhe më të mundshëm të sistemit biologjik të mbështetjes së jetës. Ata janë në gjendje jo vetëm të prodhojnë ushqim që është i plotë sipas shumicës së kritereve për njerëzit, por edhe të rigjenerojnë ujin dhe atmosferën. Ndryshe nga kafshët, bimët janë në gjendje të sintetizojnë vitaminat nga komponimet e thjeshta. Pothuajse të gjitha vitaminat formohen në gjethet dhe pjesët e tjera të gjelbra të bimëve.

Efikasiteti i biosintezës së bimëve më të larta përcaktohet kryesisht nga regjimi i dritës: me rritjen e fuqisë fluksi ndriçues intensiteti i fotosintezës rritet në një nivel të caktuar, pas së cilës ndodh ngopja me dritë e fotosintezës. Efikasiteti maksimal (teorik) i fotosintezës në rrezet e diellit është 28%. Në kushte reale për kultura të dendura me kushte të mira kultivimi mund të arrijë: 15%.

Intensiteti optimal i rrezatimit fiziologjik (fotosintetik aktiv) (PAR), i cili siguronte fotosintezën maksimale në kushte artificiale, ishte 150-200 W/m2 (Nichiporovich, 1966). Produktiviteti i bimëve (gruri pranveror, elbi) arriti në 50 g biomasë në ditë për 1 m2 (deri në 17 g kokërr për 1 m2 në ditë). Në eksperimente të tjera të kryera për të zgjedhur regjime të lehta për kultivimin e rrepkës në sisteme të mbyllura, rendimenti i kulturave rrënjësore ishte deri në 6 kg për 1 m 2 në 22 - 24 ditë me produktivitet biologjik deri në 30 g biomasë (në peshë të thatë ) për 1 m 2 në ditë (Lisovsky, Shilenko, 1970). Për krahasim, vërejmë se në kushte fushore produktiviteti mesatar ditor i kulturave është 10 g për 1 m 2.

Biocikleta: “bimët më të larta - njeriu” do të ishte ideal për mbështetjen e jetës së njeriut nëse gjatë një fluturimi të gjatë në hapësirë ​​njeriu mund të mjaftohej vetëm me ushqimin e proteinave dhe yndyrave me origjinë bimore dhe nëse bimët mund të mineralizonin dhe shfrytëzonin me sukses të gjitha mbetjet njerëzore.

Megjithatë, sera hapësinore nuk do të jetë në gjendje të zgjidhë të gjithë gamën e çështjeve që i janë caktuar sistemit të mbështetjes biologjike të jetës. Dihet, për shembull, se bimët më të larta nuk janë në gjendje të sigurojnë pjesëmarrjen në ciklin e një numri substancash dhe elementesh. Kështu, natriumi nuk konsumohet nga bimët, duke lënë të hapur problemin e ciklit të NaCl (kripës së ushqimit). Fiksimi i azotit molekular nga bimët është i pamundur pa ndihmën e baktereve të tokës së nyjeve të rrënjës. Dihet gjithashtu se, në përputhje me standardet fiziologjike të ushqyerjes njerëzore të miratuara në BRSS, të paktën gjysma normë ditore Proteinat në dietë duhet të përbëhen nga proteina me origjinë shtazore, dhe yndyrna shtazore - deri në 75% normë e përgjithshme yndyrnat në dietë.

Nëse përmbajtja kalorike e pjesës bimore të dietës në përputhje me standardet e përmendura është 65% e përmbajtjes totale kalorike të dietës (vlera mesatare kalorike e racionit ditor ushqimor të një astronauti në stacionin Salyut-6 ishte 3150 kcal ), më pas për të marrë sasinë e nevojshme të biomasës bimore, një serë me një sipërfaqe të vlerësuar prej një personi të paktën 15 - 20 m2. Duke marrë parasysh mbetjet bimore që nuk përdoren për ushqim (rreth 50%), si dhe nevojën për një transportues ushqimi për riprodhimin e vazhdueshëm ditor të biomasës, sipërfaqja aktuale e serrës duhet të rritet me të paktën 2-3. herë.

Efikasiteti i një sere mund të rritet ndjeshëm me përdorimin shtesë të pjesës së pangrënshme të biomasës që rezulton. Ka mënyra të ndryshme për të shfrytëzuar biomasa: marrja e lëndëve ushqyese me nxjerrje ose hidrolizë, mineralizimi fiziko-kimik ose biologjik, përdorimi i drejtpërdrejtë pas rastit. përpunimi i kuzhinës, përdoret në formën e ushqimit të kafshëve. Zbatimi i këtyre metodave kërkon zhvillimin e mjeteve të duhura teknike shtesë dhe kostove të energjisë, kështu që zgjidhja optimale mund të merret vetëm duke marrë parasysh treguesit e përgjithshëm teknikë dhe energjetikë të ekosistemit në tërësi.

Në fazat fillestare të krijimit dhe përdorimit të lëngjeve biologjike që mbështesin jetën, disa çështje të ciklit të plotë të substancave nuk janë zgjidhur ende; një pjesë e substancave të konsumueshme do të merren nga rezervat e siguruara në bordin e anijes. Në këto raste, serrës i besohet funksioni i riprodhimit të sasisë minimale të nevojshme të bimëve të freskëta që përmbajnë vitamina. Një serë me sipërfaqe mbjelljeje prej 3–4 m2 mund të plotësojë plotësisht nevojat për vitamina të një personi. Në ekosisteme të tilla, bazuar në përdorimin e pjesshëm të biocikletës së bimëve më të larta - njeriu, ngarkesa kryesore për rigjenerimin e substancave dhe mbështetjen jetësore të ekuipazhit kryhet nga sisteme me metoda të përpunimit fiziko-kimik.

Themeluesi i kozmonautikës praktike, S.P. Korolev, ëndërroi për një fluturim hapësinor pa asnjë kufizim. Vetëm një fluturim i tillë, sipas S.P. Korolev, do të nënkuptojë fitore mbi elementët. Në vitin 1962, ai formuloi një sërë detyrash prioritare për bioteknologjinë hapësinore si më poshtë: "Ne duhet të fillojmë të zhvillojmë një "serë sipas Tsiolkovsky", me lidhje ose blloqe gradualisht në rritje, dhe ne duhet të fillojmë të punojmë për "të korrat hapësinore". Cila është përbërja e këtyre kulturave, çfarë kulturash? Efektiviteti, dobia e tyre? Kthyeshmëria (përsëritshmëria) e të korrave nga farat tuaja, bazuar në ekzistencën afatgjatë të serrës? Cilat organizata do të kryejnë këtë punë: në fushën e prodhimit të bimëve (dhe çështjet e tokës, lagështisë, etj.), në fushën e mekanizimit dhe teknologjisë "dritë-nxehtësi-diellore" dhe sistemet e saj rregulluese për serat etj?”

Ky formulim pasqyron, në fakt, qëllimet dhe objektivat kryesore shkencore dhe praktike, arritja dhe zgjidhja e të cilave duhet të sigurohet përpara se të krijohet një "serë sipas Tsiolkovsky", d.m.th., një serë që do të furnizojë një person me ushqimin e freskët të nevojshëm. gjatë një fluturimi të gjatë në hapësirë, ushqimi me origjinë bimore, si dhe pastron ujin dhe ajrin. Serra hapësinore e anijeve kozmike ndërplanetare të ardhshme do të bëhet pjesë integrale e dizajnit të tyre. Në një serë të tillë duhet të sigurohen kushte optimale për mbjellje, rritje, zhvillim dhe grumbullim të bimëve më të larta. Sera duhet të pajiset edhe me pajisje për shpërndarjen e dritës dhe klimatizimin, njësi për përgatitjen, shpërndarjen dhe furnizimin e solucioneve ushqyese, mbledhjen e lagështirës transpiruese etj. Shkencëtarët sovjetikë dhe të huaj po punojnë me sukses për krijimin e serave të tilla në shkallë të gjerë. për anijen kozmike në të ardhmen e afërt.

Rritja e bimëve hapësinore sot është ende në fazën fillestare të zhvillimit të saj dhe kërkon kërkime të reja speciale, pasi shumë pyetje që lidhen me reagimin e bimëve më të larta ndaj kushteve ekstreme të fluturimit në hapësirë, dhe mbi të gjitha ndaj kushteve të mungesës së peshës, mbeten ende të paqarta. Gjendja e mungesës së peshës ka një ndikim shumë domethënës në shumë fenomene fizike, në aktivitetin jetësor dhe sjelljen e organizmave të gjallë, madje edhe në funksionimin e pajisjeve në bord. Prandaj, efektiviteti i ndikimit të mungesës së peshës dinamike mund të vlerësohet vetëm në të ashtuquajturat eksperimente në shkallë të plotë të kryera drejtpërdrejt në stacionet hapësinore orbitale.

Eksperimentet me bimë në kushte natyrore janë kryer më parë në stacionet Salyut dhe satelitët e serisë Cosmos (Cosmos-92, 605, 782, 936, 1129, etj.). Vëmendje e veçantë iu kushtua eksperimenteve në rritjen e bimëve më të larta. Për këtë qëllim u përdorën pajisje të ndryshme speciale, secilës prej të cilave iu dha një emër specifik, për shembull, "Vazon", "Svetoblok", "Fiton", "Biogravistat", etj. Çdo pajisje, si rregull, kishte për qëllim të zgjidh një problem. Kështu, një centrifugë e vogël “Biogravistat” shërbeu për një vlerësim krahasues të proceseve të rritjes së fidanëve në gravitetin zero dhe në fushën e forcave centrifugale. Proceset e rritjes u testuan në pajisjen "Vazon". qepët mbi pendët si një shtesë vitaminash në dietën e astronautëve. Në pajisjen “Svetoblok” për herë të parë lulëzoi në kushte të gravitetit zero një bimë Arabidopsis e mbjellë në një dhomë të izoluar në një mjedis ushqyes artificial dhe në pajisjen “Fiton” u përftuan fara Arabidopsis. Një gamë më e gjerë problemesh u zgjidh në instalimet kërkimore të Oasis, të përbërë nga njësi kultivimi, ndriçimi, furnizimi me ujë, ventilimi i detyruar dhe një sistem telemetrik kontrolli të temperaturës. Në instalacionin “Oasis”, regjimet e kultivimit me stimulim elektrik u testuan në bimët e bizeleve dhe grurit si një mjet për uljen e efektit të faktorëve të pafavorshëm që lidhen me mungesën e gravitetit.

Një numër eksperimentesh me bimë më të larta në kushte fluturimi në hapësirë ​​u kryen në SHBA në Skylab, Spacelab dhe në bordin e Columbia (Shuttle).

Eksperimente të shumta kanë treguar se problemi i rritjes së bimëve në objekte hapësinore në kushte dukshëm të ndryshme nga ato të zakonshme tokësore nuk është zgjidhur ende plotësisht. Gjithashtu nuk është e pazakontë, për shembull, për rastet kur bimët ndalojnë së rrituri në fazën gjeneruese të zhvillimit. Ka ende një sasi të konsiderueshme eksperimentesh shkencore për t'u kryer për të zhvilluar teknologjinë e kultivimit të bimëve në të gjitha fazat e rritjes dhe zhvillimit të tyre. Do të jetë gjithashtu e nevojshme të zhvillohen dhe testohen modelet e kultivuesve të bimëve dhe mjetet teknike individuale që do të ndihmojnë në eliminimin e ndikimit negativ të faktorëve të ndryshëm të fluturimit në hapësirë ​​në bimë.

Përveç bimëve më të larta tokësore, si elementë të lidhjes autotrofike të ekosistemeve të mbyllura konsiderohen edhe bimët e ulëta. Këto përfshijnë fototrofet ujore - algat njëqelizore: jeshile, blu-jeshile, diatomet, etj. Ata janë prodhuesit kryesorë të lëndës organike primare në dete dhe oqeane. Më e njohura është alga mikroskopike e ujërave të ëmbla Chlorella, të cilën shumë shkencëtarë e preferojnë si objektin kryesor biologjik të lidhjes prodhuese të një ekosistemi hapësinor të mbyllur.

Kultura e Chlorella karakterizohet nga një sërë veçorish pozitive. Duke asimiluar dioksidin e karbonit, kultura lëshon oksigjen. Me kultivim intensiv, 30-40 litra suspension chlorella mund të sigurojnë plotësisht shkëmbimin e gazit të një personi. Në këtë rast formohet biomasa, e cila për nga përbërja biokimike është e pranueshme për t'u përdorur si aditiv për ushqimin e ushqimit dhe, me përpunimin e duhur, si shtesë në dietën e njeriut. Raporti i proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve në biomasën e klorelës mund të ndryshojë në varësi të kushteve të kultivimit, gjë që lejon një proces të kontrolluar të biosintezës. Produktiviteti i kulturave intensive të klorelës gjatë kultivimit laboratorik varion nga 30 deri në 60 g lëndë të thatë për 1 m2 në ditë. Në eksperimentet në kultivues të posaçëm laboratorik nën dritë të lartë, rendimenti i klorelës arrin 100 g lëndë të thatë për 1 m2 në ditë. Chlorella është më pak e prekur nga mungesa e peshës. Qelizat e tij kanë një guaskë të qëndrueshme që përmban celulozë dhe janë më rezistente ndaj kushteve të pafavorshme të jetesës.

Disavantazhet e klorelës si një lidhje në një ekosistem artificial përfshijnë mospërputhjen midis koeficientit të asimilimit të CO 2 dhe koeficientit të frymëmarrjes njerëzore, nevojën për rritjen e përqendrimeve të CO 2 në fazën e gazit për punë efikase lidhjet e rigjenerimit biologjik, disa mospërputhje në nevojat e algave të klorelës për elementë biogjenë me praninë e këtyre elementeve në sekrecionet njerëzore, nevoja për trajtim të veçantë të qelizave të klorelës për të arritur tretshmërinë e biomasës. Algat njëqelizore në përgjithësi (në veçanti, Chlorella), ndryshe nga bimët më të larta, nuk kanë pajisje rregullatore dhe kërkojnë kontroll të automatizuar të procesit të biosintezës për funksionim efektiv të besueshëm në kulturë.

Vlerat maksimale të efikasitetit në eksperimentet për të gjitha llojet e algave janë në rangun nga 11 në 16% (efikasiteti teorik i përdorimit të energjisë së dritës nga mikroalgat është 28%). Megjithatë, produktiviteti i lartë i të korrave dhe konsumi i ulët i energjisë janë zakonisht kërkesa kontradiktore, pasi vlerat maksimale të efikasitetit arrihen në dendësi optike relativisht të ulëta të kulturave.

Aktualisht, alga njëqelizore Chlorella, si dhe disa lloje të tjera mikroalgash (Scenedesmus, Spirulina, etj.) përdoren si objekte biologjike model të lidhjes autotrofike të ekosistemeve artificiale.

ARRITJET DHE PERSPEKTIVAT

Me akumulimin e përvojës praktike në studimin dhe zhvillimin e hapësirës afër Tokës, programet e kërkimit hapësinor po bëhen gjithnjë e më komplekse. Është e nevojshme të zgjidhen çështjet kryesore të formimit të sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës për misionet e ardhshme afatgjata hapësinore sot, pasi eksperimentet shkencore të kryera me pjesë të sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës karakterizohen nga një kohëzgjatje e gjatë nga fillimi deri në fund. është marrë rezultati. Kjo është veçanërisht për shkak të cikleve relativisht të gjata të zhvillimit që ekzistojnë objektivisht në shumë organizma të gjallë të zgjedhur si lidhje në sistemet biologjike të mbështetjes së jetës, si dhe nevojës për të marrë informacion të besueshëm mbi pasojat afatgjata të lidhjeve trofike dhe të tjera. të biolidhjeve, të cilat për organizmat e gjallë zakonisht mund të shfaqen vetëm në brezat pasardhës. Nuk ka ende metoda për përshpejtimin e eksperimenteve të tilla biologjike. Është pikërisht kjo rrethanë që kërkon nisjen e eksperimenteve për të studiuar proceset e transferimit të energjisë dhe masës në sistemet biologjike të mbështetjes së jetës, duke përfshirë njerëzit, dukshëm përpara kohe.

Është e qartë se çështjet kryesore të krijimit të sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës për ekuipazhet hapësinore duhet së pari të përpunohen dhe të zgjidhen në kushte tokësore. Për këto qëllime janë krijuar dhe po krijohen qendra të posaçme teknike dhe mjeko-biologjike, duke përfshirë baza të fuqishme kërkimi dhe testimi, dhoma nën presion me vëllim të madh, stenda që simulojnë kushtet e fluturimit në hapësirë, etj. Në eksperimentet komplekse në tokë të kryera në presion dhomat me pjesëmarrjen e grupeve të testuesve, përcaktohet përputhshmëria e sistemeve dhe lidhjeve me njëri-tjetrin dhe me njerëzit, qartësohet qëndrueshmëria e lidhjeve biologjike në një ekosistem artificial që funksionon gjatë, vlerësohet efektiviteti dhe besueshmëria e vendimeve të marra, dhe një opsion i mbështetjes biologjike të jetës bëhet për studimin e tij përfundimtar të thelluar në lidhje me një objekt specifik hapësinor ose fluturim.

Në vitet '60 dhe '70, në BRSS u kryen një numër eksperimentesh unike shkencore që synonin krijimin e sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës për ekuipazhet e ekosistemeve hapësinore artificiale. Në Nëntor 1968, në BRSS u përfundua një eksperiment afatgjatë (gjatë një viti) me pjesëmarrjen e tre testuesve. Qëllimet kryesore të tij ishin testimi dhe testimi i mjeteve dhe teknologjive teknike të një sistemi të integruar të mbështetjes së jetës bazuar në metodat fiziko-kimike të rigjenerimit të substancave dhe një metodë biologjike për plotësimin e nevojave njerëzore për vitamina dhe fibra gjatë kultivimit të kulturave të gjelbra në një serë. Në këtë eksperiment, sipërfaqja e mbjellë e serrës ishte vetëm 7,5 m2, produktiviteti i biomasës për person ishte mesatarisht 200 g në ditë. Grupi i kulturave përfshinte lakër Khibiny, borage, lakërishtë dhe kopër.

Gjatë eksperimentit u konstatua mundësia e kultivimit normal të bimëve më të larta në një vëllim të mbyllur me prani njerëzore në të dhe përdorimi i përsëritur i ujit transpirues pa rigjenerimin e tij për ujitjen e nënshtresës. Në serë, u krye rigjenerimi i pjesshëm i substancave, duke siguruar një kufizim minimal të ushqimit dhe oksigjenit - me 3 - 4%.

Në vitin 1970, në Ekspozitën e Arritjeve Ekonomike të BRSS, u demonstrua një model eksperimental i një sistemi të mbështetjes së jetës, i paraqitur nga Instituti Bioteknik i Kërkimeve Shkencore All-Union i Glavmicrobioprom të BRSS dhe synonte të përcaktonte përbërjen optimale të një kompleksi. të njësive bioteknike dhe mënyrën e funksionimit të tyre. Sistemi i mbështetjes së jetës së modelit është krijuar për të përmbushur nevojat e tre personave për ujë, oksigjen dhe të freskët produkte bimore për një periudhë të pacaktuar kohe. Blloqet kryesore të rigjenerimit në sistem përfaqësoheshin nga një kultivues algash me kapacitet 50 l dhe një serë me një sipërfaqe të dobishme rreth 20 m2 (Fig. 3). Riprodhimi i produkteve ushqimore shtazore iu besua kultivuesit të pulës.

Oriz. 3. Pamja e jashtme serrat

Në Institutin e Fizikës të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave të BRSS një seri e hulumtim eksperimental ekosistemet që përfshijnë njerëzit. Një eksperiment me një sistem me dy lidhje "njeri - mikroalga" (klorella) që zgjati 45 ditë bëri të mundur studimin e transferimit të masës midis lidhjeve të sistemit dhe mjedisit dhe arritjen e një mbylljeje të përgjithshme të ciklit të substancave të barabartë me 38%. (rigjenerimi i atmosferës dhe ujit).

Eksperimenti me një sistem me tre lidhje “njerëz – bimë më të larta – mikroalga” u krye për 30 ditë. Qëllimi është të studiohet përputhshmëria e njerëzve me bimët më të larta nën shkëmbimin plotësisht të mbyllur të gazit dhe shkëmbimin pjesërisht të mbyllur të ujit. Në të njëjtën kohë, u tentua të mbyllej zinxhiri ushqimor përmes biomasës bimore (perime). Rezultatet e eksperimentit treguan mungesën e ndikimit frenues të ndërsjellë të lidhjeve të sistemit përmes atmosferës së përgjithshme gjatë eksperimentit. Sipërfaqja minimale e mbjelljes për një kulture perimesh të vazhdueshme u përcaktua për të përmbushur plotësisht nevojat e një personi për perime të freskëta nën regjimin e përzgjedhur të kultivimit (2,5 - 3 m2).

Me futjen e lidhjes së katërt në sistem - një kultivues mikrobial i krijuar për të përpunuar mbetjet e bimëve joushqimore dhe për t'i kthyer ato në sistem, filloi një eksperiment i ri me një person që zgjat 73 ditë. Gjatë eksperimentit, shkëmbimi i gazit i njësive ishte plotësisht i mbyllur, shkëmbimi i ujit ishte pothuajse plotësisht i mbyllur (duke përjashtuar mostrat për analiza kimike), dhe shkëmbimi i ushqimit ishte pjesërisht i mbyllur. Gjatë eksperimentit, u zbulua një përkeqësim i produktivitetit të bimëve më të larta (gruri), i shpjeguar me akumulimin e metabolitëve të bimëve ose mikroflora shoqëruese në mjedisin ushqyes. U konkludua se ishte e papërshtatshme futja e një lidhje mineralizimi për mbetjet e ngurta njerëzore në sistem bazuar në treguesit teknikë dhe ekonomikë të sistemit biologjik me katër lidhje.

Në vitin 1973, u përfundua një eksperiment gjashtëmujor për mbështetjen e jetës së një ekuipazhi prej tre personash në një ekosistem të mbyllur me një vëllim total prej rreth 300 m 3, i cili përfshinte, përveç testuesve, lidhjet e bimëve më të larta dhe të poshtme. Eksperimenti u krye në tre faza. Gjatë fazës së parë, e cila zgjati dy muaj, të gjitha nevojat e ekuipazhit për oksigjen dhe ujë u plotësuan nga bimët më të larta, të cilat përfshinin grurë, panxhar, karrota, kopër, rrepë, lakër jeshile, rrepkë, tranguj, qepë dhe lëpjetë. Ujërat e zeza nga ndarjet shtëpiake furnizoheshin me mjedisin e rritjes së grurit. Sekrecionet e ngurta dhe të lëngshme të ekuipazhit u hoqën nga vëllimi nën presion në pjesën e jashtme. Nevojat ushqyese të ekuipazhit plotësoheshin pjesërisht nga bimët më të larta dhe pjesërisht nga ushqimet e dehidratuara nga rezervat. Çdo ditë, 1953 g biomasë (në peshë të thatë), duke përfshirë 624 g ushqimore, sintetizoheshin në bimët më të larta nga një sipërfaqe mbjelljeje prej rreth 40 m2, e cila përbënte 30% të nevojave totale të ekuipazhit. Në të njëjtën kohë, nevojat e tre personave për oksigjen u plotësuan plotësisht (rreth 1500 litra në ditë). Mbyllja e sistemit “njerëz – bimë më të larta” në këtë fazë ishte 82%.

Në fazën e dytë të eksperimentit, një pjesë e serrës u zëvendësua nga një lidhje e bimëve më të ulëta - chlorella. Nevojat e ekuipazhit për ujë dhe oksigjen plotësoheshin nga bimë më të larta (gruri dhe perime) dhe bimë më të ulëta, sekrecionet e lëngshme të ekuipazhit u dërguan në një reaktor algash dhe sekrecionet e ngurta u thanë për të kthyer ujin në cikël. Ushqimi i ekuipazhit u krye në mënyrë të ngjashme me fazën e parë. Një përkeqësim i rritjes së grurit u zbulua për shkak të rritjes së sasisë së ujërave të zeza të furnizuara me lëndë ushqyese për njësi të sipërfaqes së mbjelljes, e cila u zvogëlua përgjysmë.

Në fazën e tretë, në seksionin e bimëve më të larta mbetën vetëm kulturat e perimeve dhe ngarkesa kryesore për rigjenerimin e atmosferës së vëllimit hermetik u krye nga reaktori i algave. Në tretësirën ushqyese të bimës nuk u shtua asnjë ujë i ndotur. Sidoqoftë, në këtë fazë të eksperimentit, u zbulua dehja e bimëve nga atmosfera e vëllimit hermetik. Mbyllja e sistemit, duke përfshirë klorellën, e cila përdor sekrecionet e lëngshme njerëzore, u rrit në 91%.

Gjatë eksperimentit Vëmendje e veçantë i kushtoi vëmendje çështjes së barazimit të luhatjeve të përkohshme në shkëmbimin e ekzometabolitëve të ekuipazhit. Për këtë qëllim, testuesit jetonin sipas një orari që siguronte vazhdimësinë e menaxhimit të ekosistemit dhe uniformitetin e nivelit të transferimit të masës gjatë ekzistencës autonome të ekosistemit. Gjatë 6 muajve të eksperimentit, kishte 4 testues në sistem, njëri prej të cilëve jetonte në të vazhdimisht, dhe tre - për 6 muaj secili, duke u zëvendësuar sipas një orari.

Rezultati kryesor i eksperimentit është prova e mundësisë së zbatimit të një sistemi të mbështetjes biologjike të jetës, i kontrolluar në mënyrë autonome nga brenda, në një hapësirë ​​të kufizuar të mbyllur. Analiza e funksioneve fiziologjike, biokimike dhe teknologjike të subjekteve të testimit nuk zbuloi ndonjë ndryshim të drejtimit të shkaktuar nga qëndrimi i tyre në ekosistemin artificial.

Në vitin 1977, në Institutin e Fizikës të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave të BRSS u krye një eksperiment katër-mujor me një ekosistem të mbyllur artificial "njeriu - bimë më të larta". Detyra kryesore është të gjesh një mënyrë për të ruajtur produktivitetin e bimëve më të larta në një ekosistem të mbyllur. Në të njëjtën kohë, u studiua edhe mundësia e rritjes së mbylljes së sistemit duke rritur përqindjen e racionit ushqimor të ekuipazhit që mund të riprodhohet në të. Dy testues morën pjesë në eksperiment (tre testues gjatë 27 ditëve të para). Sipërfaqja e mbjellë e fitotronit ishte rreth 40 m2. Kompleti i kulturave të bimëve më të larta përfshinte grurin, chufa, panxhar, karota, rrepkë, qepë, kopër, lakër jeshile, kastravec, patate dhe lëpjetë. Në eksperiment, qarkullimi i detyruar i atmosferës së brendshme u organizua përgjatë konturit "ndarje banimi - fitotrons (serë) - ndarje e gjallë". Eksperimenti ishte një vazhdimësi e eksperimentit të mëparshëm me një ekosistem të mbyllur “njeriu – bimë më të larta – bimë më të ulëta”.

Gjatë eksperimentit, faza e parë e të cilit riprodhonte kushtet e asaj të mëparshme, u zbulua një rënie në fotosintezën e bimëve, e cila filloi në ditën e 5-të dhe zgjati deri në 24 ditë. Më pas, u aktivizua pastrimi termokatalitik i atmosferës (pas djegies së papastërtive të gazta toksike të grumbulluara), si rezultat i së cilës u hoq efekti frenues i atmosferës tek bimët dhe u rivendos produktiviteti fotosintetik i fitotroneve. Për shkak të dioksidit të karbonit shtesë të përftuar nga djegia e kashtës dhe celulozës, pjesa e riprodhueshme e dietës së ekuipazhit u rrit në 60% të peshës (deri në 52% nga përmbajtja e kalorive).

Shkëmbimi i ujit në sistem ishte pjesërisht i mbyllur: burimi i ujit të pijshëm dhe pjesërisht sanitar ishte kondensata e lagështisë së transpirimit të bimëve, një lëndë ushqyese me shtimin e ujërave të zeza shtëpiake u përdor për ujitjen e grurit dhe balanca e ujit u ruajt duke futur ujë të distiluar në sasi që kompensojnë largimin e ekskrecioneve të lëngshme njerëzore nga sistemi.

Në fund të eksperimentit, nuk u zbuluan asnjë reagim negativ të trupave të testuesve ndaj efekteve komplekse të kushteve të një sistemi të mbyllur. Bimët u siguruan testuesve plotësisht oksigjen, ujë dhe pjesën kryesore të ushqimit bimor.

Gjithashtu në vitin 1977, përfundoi një eksperiment një muaj e gjysmë me dy subjekte testuese në Institutin e Problemeve Mjekësore dhe Biologjike të Ministrisë së Shëndetësisë të BRSS. Eksperimenti u krye për të studiuar një model ekosistemi të mbyllur që përfshinte një serë dhe një instalim klorella.

Eksperimentet e kryera treguan se kur kryhet rigjenerimi biologjik i atmosferës dhe ujit në një ekosistem artificial me ndihmën e bimëve të gjelbra, bimët e ulëta (klorella) kanë përputhshmëri biologjike më të madhe me njerëzit sesa ato më të lartat. Kjo rrjedh nga fakti se atmosfera e dhomës së jetesës dhe emetimet njerëzore ndikuan negativisht në zhvillimin e bimëve më të larta dhe kërkohej një trajtim shtesë fizik dhe kimik i ajrit që hynte në serë.

Jashtë vendit, puna që synon krijimin e sistemeve premtuese të mbështetjes së jetës kryhet më intensivisht në Shtetet e Bashkuara. Hulumtimi kryhet në tre drejtime: teorik (përcaktimi i strukturës, përbërjes dhe karakteristikave të projektimit), terreni eksperimental (testimi i lidhjeve individuale biologjike) dhe fluturimi eksperimental (përgatitja dhe kryerja e eksperimenteve biologjike në anijen kozmike të drejtuar). Qendrat dhe kompanitë e NASA-s që zhvillojnë anije kozmike dhe sisteme për to po punojnë për problemin e krijimit të sistemeve biologjike të mbështetjes së jetës. Shumë studime largpamëse përfshijnë universitetet. NASA ka krijuar një departament biosistemesh që koordinon punën në programin për krijimin e një sistemi të kontrolluar bioteknik të mbështetjes së jetës.

Projekti për të krijuar një strukturë madhështore artificiale në Shtetet e Bashkuara, të quajtur "Biosphere-2", ngjalli interes të madh tek specialistët e mjedisit. Kjo strukturë qelqi, çeliku dhe betoni është një vëllim plotësisht i mbyllur i barabartë me 150 000 m 3 dhe mbulon një sipërfaqe prej 10 000 m 2. I gjithë vëllimi është i ndarë në ndarje në shkallë të gjerë në të cilat formohen modele fizike të zonave të ndryshme klimatike të Tokës, duke përfshirë pyjet tropikale, savanën tropikale, lagunën, zonat e cekëta dhe të thella të oqeanit, shkretëtirën, etj. "Biosphere-2" gjithashtu strehon ambiente banimi për testues, laboratorë, punishte, serra bujqësore dhe pellgje peshku, sisteme të trajtimit të mbetjeve dhe sisteme të tjera shërbimi dhe mjete teknike të nevojshme për jetën e njeriut. Tavanet dhe muret e qelqit të ndarjeve Biosphere-2 duhet të sigurojnë rrjedhjen e energjisë diellore rrezatuese te banorët e saj, e cila do të përfshijë tetë testues vullnetarë gjatë dy viteve të para. Ata duhet të provojnë mundësinë jetë aktive dhe aktivitetet në kushte të izoluara bazuar në ciklin e brendshëm të biosferës së substancave.

Instituti i Ekoteknikës, i cili drejtoi krijimin e Biosphere-2 në 1986, planifikon të përfundojë ndërtimin e tij në kete vit. Projektit iu bashkuan shumë shkencëtarë dhe specialistë teknikë të respektuar.

Pavarësisht kostos së konsiderueshme të punës (të paktën 30 milionë dollarë), zbatimi i projektit do të bëjë të mundur kryerjen e kërkimeve unike shkencore në fushën e ekologjisë dhe biosferës së Tokës, për të përcaktuar mundësinë e përdorimit të elementeve individuale të "Biosferës- 2” në sektorë të ndryshëm të ekonomisë (pastrimi biologjik dhe rigjenerimi i ujit, ajri dhe ushqimi). “Struktura të tilla do të jenë të nevojshme për krijimin e vendbanimeve në hapësirën e jashtme dhe ndoshta për ruajtjen e disa llojeve të qenieve të gjalla në Tokë”, thotë astronauti amerikan R. Schweickart.

Rëndësia praktike e eksperimenteve të përmendura nuk qëndron vetëm në zgjidhjen e çështjeve individuale të krijimit të ekosistemeve hapësinore të mbyllura që përfshijnë njerëzit. Rezultatet e këtyre eksperimenteve nuk janë më pak të rëndësishme për të kuptuar ligjet e ekologjisë dhe bazat mjekësore dhe biologjike të përshtatjes njerëzore ndaj kushteve ekstreme mjedisore, për të qartësuar aftësitë e mundshme të objekteve biologjike në mënyrat e kultivimit intensiv, për zhvillimin e teknologjive pa mbeturina dhe miqësore me mjedisin. plotësojnë nevojat e njeriut për ushqim cilësor, ujë dhe ajër në struktura të banuara të izoluara artificiale (vendbanime nënujore, stacione polare, fshatra gjeologësh në Veriun e Largët, struktura mbrojtëse, etj.).

Në të ardhmen, ne mund të imagjinojmë qytete të tëra pa mbeturina dhe miqësore me mjedisin. Për shembull, drejtori i Institutit Ndërkombëtar për Analizën e Sistemeve, C. Marchetti, beson: “Qytetërimi ynë do të jetë në gjendje të ekzistojë në mënyrë paqësore dhe, për më tepër, në kushte më të mira se ato aktuale, i mbyllur në qytete ishullore që janë plotësisht vetë- të mjaftueshme, jo të varura nga peripecitë e natyrës, pa nevojë për asnjë burim natyror.” Lëndët e para, as në energji natyrore dhe as të garantuara nga ndotja.” Le të shtojmë se kjo kërkon plotësimin e vetëm një kushti: bashkimin e përpjekjeve të mbarë njerëzimit në punë krijuese paqësore në Tokë dhe në hapësirë.

PËRFUNDIM

Zgjidhja e suksesshme e problemit të krijimit të ekosistemeve të mëdha artificiale, duke përfshirë njerëzit dhe bazuar në një cikël biologjik plotësisht ose pjesërisht të mbyllur të substancave, ka një rëndësi të madhe jo vetëm për përparimin e mëtejshëm të astronautikës. Në një epokë kur "me një qartësi kaq të frikshme pamë se një front i dytë, ai mjedisor, po i afrohej frontit të kërcënimit të hapësirës bërthamore dhe po i bashkohej" (nga fjalimi i Ministrit të Jashtëm të BRSS E. A. Shevardnadze në seancën e 43-të të Asambleja e Përgjithshme e OKB-së), një nga mënyrat reale për të dalë nga kriza mjedisore që po afrohet mund të jetë krijimi i teknologjive intensive agro-industriale praktikisht pa mbeturina dhe miqësore me mjedisin, të cilat duhet të bazohen në ciklin biologjik të substancave dhe përdorim më efikas. të energjisë diellore.

Po flasim për një problem thelbësisht të ri shkencor dhe teknik, rezultatet e të cilit mund të kenë një rëndësi të madhe për mbrojtjen dhe ruajtjen e mjedisit, zhvillimin dhe përdorimin e gjerë të bioteknologjive të reja intensive dhe pa mbeturina, krijimin e autonomeve të automatizuara dhe Komplekset robotike per prodhimin e biomases ushqimore zgjidhja e programit ushqimor ne nivel te larte.nivel modern shkencor dhe teknik. Kozmiku është i pandashëm nga toka, prandaj edhe sot rezultatet e programeve hapësinore kanë një efekt të rëndësishëm ekonomik dhe social në fusha të ndryshme të ekonomisë kombëtare.

Hapësira u shërben dhe duhet t'u shërbejë njerëzve.

LITERATURA

Blinkin S. A., Rudnitskaya T. V. Fitoncidet janë rreth nesh. – M.: Dituria, 1981.

Gazenko O. G., Pestov I. D., Makarov V. I. Njerëzimi dhe hapësira. – M.: Nauka, 1987.

Rritja e bimëve hapësinore Dadykin V.P. – M.: Dituria, 1968.

Dazho R. Bazat e ekologjisë. - M.: Përparimi, 1975.

Sistemi i mbyllur: njeriu - bimë më të larta (eksperiment katërmujor) / Ed. G. M. Lisovsky. - Novosibirsk-Nauka, 1979.

Kozmonautika. Enciklopedi. / Ed. V. P. Glushko - M.: Enciklopedia Sovjetike, 1985.

Lapo A.V. Gjurmët e biosferave të kaluara. – M.: Dituria, 1987.

Nichiporovich A. A. Efikasiteti i gjetheve jeshile. – M.: Dituria 1964.

Bazat e biologjisë dhe mjekësisë hapësinore. / Ed. O G Gazenko (BRSS) dhe M. Calvin (SHBA). – T. 3 – M.: Nauka, 1975.

Plotnikov V.V. Në udhëkryqin e ekologjisë. - M.: Mysl, 1985

Sytnik K. M., Brion A. V., Gordetsky A. V. Biosfera, ekologjia, ruajtja e natyrës. – Kiev: Naukova Dumka, 1987.

Sistemet ekologjike eksperimentale duke përfshirë njerëzit / Ed. V. N. Chernigovsky. – M.: Nauka, 1975

Yazdovsky V.I. Biosfera artificiale. – M.: Nauka, 1976

Aplikacion

TURIZMI HAPËSINOR

V. P. MIKHAILOV

Në kuadrin e bumit turistik që filloi kudo në vitet '60, ekspertët tërhoqën vëmendjen për mundësinë e udhëtimeve në hapësirë ​​për qëllime turistike.

Turizmi hapësinor po zhvillohet në dy drejtime. Njëri prej tyre është thjesht tokësor - pa fluturime në hapësirë. Turistët vizitojnë objektet tokësore - kozmodromet, qendrat e kontrollit të fluturimit, qytetet "yje", ndërmarrjet për zhvillimin dhe prodhimin e elementeve të teknologjisë hapësinore, dhe marrin pjesë dhe vëzhgojnë nisjen e anijeve fluturuese dhe mjeteve të nisjes.

Turizmi hapësinor me bazë në tokë filloi në korrik 1966, kur u organizuan turnetë e para me autobus në objektet e nisjes së NASA-s në Kepin Kenedi. Në fillim të viteve 70, turistët me autobus vizituan vendin e kompleksit nr. 39, nga i cili astronautët nisën në fluturimin e tyre në Hënë, ndërtesën vertikale të montimit (një hangar mbi 100 m i lartë), ku u montua mjeti lëshues Saturn-V. dhe u testua dhe anija kozmike u ankorua në anijen Apollo, parkingun e shasisë unike të gjurmuar që dërgon mjetin e nisjes në platformën e nisjes dhe shumë më tepër. Në një sallë të veçantë kinemaje ata shikuan filma lajmesh të ngjarjeve hapësinore. Në atë kohë, një ekskursion të tillë bënin çdo ditë në verë deri në 6-7 mijë turistë dhe në sezonin e ulët rreth 2 mijë. Turistët e paorganizuar e rritën fluksin e vizitorëve me 20-25%.

Që në fillim, ekskursione të tilla fituan popullaritet të gjerë. Tashmë në vitin 1971, u regjistrua pjesëmarrësi i katër miliontë i tyre. Gjatë disa nisjeve (për shembull, në Hënë), numri i turistëve ishte qindra mijëra.

Një drejtim tjetër është turizmi i drejtpërdrejtë hapësinor. Edhe pse sot ajo është në fillimet e saj, perspektivat e saj janë të gjera. Krahas aspektit thjesht turistik, duhet pasur parasysh edhe aspekti strategjik dhe ekonomik.

Aspekti strategjik qëndron në vendosjen e pjesshme të mundshme të njerëzimit brenda sistemit diellor. Sigurisht, kjo është një çështje e së ardhmes së largët. Zgjidhja do të ndodhë gjatë qindra viteve dhe mijëvjeçarëve. Një person duhet të mësohet të jetojë në hapësirën e jashtme, të vendoset në të, të grumbullojë përvojë të caktuar - përveç nëse, natyrisht, ndodh ndonjë kataklizma tokësore ose kozmike, kur ky proces duhet të përshpejtohet. Dhe turizmi hapësinor është një model i mirë për të zhvilluar këtë proces. Nga ana tjetër, përvoja e ofrimit jeta njerëzore në hapësirë, të akumuluar gjatë udhëtimeve turistike, njohja me pajisjet dhe pajisjet mbështetëse të jetës në hapësirë ​​do t'i lejojë një personi të jetojë dhe të punojë më me sukses në Tokë në kushtet e degradimit të mjedisit dhe të përdorë mjete dhe sisteme teknike "të tokëzuara" të bazuara në hapësirë.

Aspekti ekonomik i turizmit hapësinor është gjithashtu shumë i rëndësishëm për astronautikën. Disa ekspertë e shohin turizmin hapësinor, të fokusuar në përdorimin e fondeve personale të turistëve hapësinorë, si një burim të rëndësishëm financimi për programet hapësinore. Sipas mendimit të tyre, një rritje e fluksit të ngarkesave në hapësirë ​​si rezultat i turizmit hapësinor me 100 herë në krahasim me atë aktual (që është realist) nga ana tjetër do të zvogëlojë koston specifike të lëshimit të një njësie të ngarkesës me 100 - 200 herë. për të gjithë kozmonautikën në tërësi pa përfshirë investime shtesë qeveritare.

Sipas ekspertëve, shpenzimet vjetore të njerëzimit për turizmin arrijnë në rreth 200 miliardë paund. Art. Në dekadat e ardhshme, turizmi hapësinor mund të zërë 5% të kësaj shifre, pra 10 miliardë funte. Art. Besohet se nëse kostoja e një turneu hapësinor është e balancuar në mënyrë optimale dhe në të njëjtën kohë sigurohet siguri mjaftueshëm e lartë e fluturimit (të krahasueshme me të paktën nivelin e sigurisë së fluturimit në një avion modern të pasagjerëve), atëherë rreth 100 milionë njerëz do të shpreheshin një dëshirë për të bërë një udhëtim në hapësirë ​​në dekadat e ardhshme. Sipas vlerësimeve të tjera, fluksi i turistëve hapësinorë do të arrijë në 100 mijë njerëz në vit deri në vitin 2025, dhe gjatë 50 viteve të ardhshme numri i njerëzve që kanë qenë në hapësirë ​​do të arrijë në rreth 120 milionë njerëz.

Sa mund të kushtojë një turne hapësinor këto ditë? Le të vlerësojmë kufirin e sipërm të "paketës së turneut". Në BRSS, trajnimi i një astronauti kushton rreth 1 milion rubla, një mjet lëshimi serial kushton 2-3 milion rubla, një anije kozmike me dy vende kushton 7-8 milion rubla. Kështu, një "fluturim për dy" do të jetë afërsisht 11-13 milion rubla, pa llogaritur të ashtuquajturën mbështetje tokësore. Kjo shifër mund të zvogëlohej ndjeshëm nëse anija kozmike do të ishte projektuar në një version thjesht turistik: duke mos e mbushur atë me pajisje komplekse shkencore, duke rritur kështu numrin e pasagjerëve, duke i përgatitur ata për fluturim jo sipas programit të astronautëve, por sipas një më të thjeshtë. , etj. Do të ishte interesante të përcaktohej më saktë kostoja e një fluturimi turistik, por kjo duhet bërë. ekonomistë në fushën e teknologjisë raketore dhe hapësinore.

Ka mënyra të tjera për të ulur koston e një fluturimi turistik në hapësirë. Një prej tyre është krijimi i një anije të veçantë turistike të ripërdorshme. Optimistët besojnë se kostoja e një fluturimi në anijet e transportit hapësinor të gjeneratës së dytë dhe të tretë do të jetë e krahasueshme me koston e një fluturimi me një avion pasagjerësh, gjë që do të paracaktojë turizmin masiv të hapësirës. E megjithatë, ekspertët sugjerojnë se kostoja e turneut për turistët e parë do të jetë rreth 1 milion dollarë. Në dekadat e mëvonshme, ajo do të ulet shpejt dhe do të arrijë në 100 mijë dollarë. Ndërsa arrihet infrastruktura turistike hapësinore e ngopur në mënyrë optimale, duke përfshirë një flotë anijesh kozmike. , hotele në orbitat e Tokës dhe në Hënë, prodhimi i vazhdueshëm i pajisjeve turistike, trajnimi për masat e sigurisë etj., në kushtet e turizmit masiv kostoja e turit do të bjerë në 2 mijë dollarë.Kjo do të thotë se kostoja e lëshimit të ngarkesës në hapësirën e jashtme nuk duhet të jetë më shumë se 20 dollarë/kg. Aktualisht kjo shifër është 7-8 mijë.

Ka ende shumë vështirësi dhe probleme të pazgjidhura në rrugën e turizmit hapësinor. Megjithatë, turizmi hapësinor është një realitet dhe një moment historik i 21-të. Ndërkohë, 260 persona nga dhjetë vende tashmë kanë kontribuar me para në një nga organizatat amerikane që filloi punën në këtë drejtim për zhvillimin dhe zbatimin e një fluturimi turistik hapësinor. Disa agjenci amerikane turistike kanë filluar të shesin bileta për fluturimin e parë turistik Tokë-Hënë. Data e nisjes është e hapur. Besohet se do të vuloset në biletë pas 20 deri në 30 vjet.

Megjithatë amerikanët nuk janë të parët këtu. Në vitin 1927, ekspozita e parë ndërkombëtare e anijeve kozmike u zhvillua në Rrugën Tverskaya në Moskë. Ai përpiloi listat e atyre që dëshirojnë të fluturojnë në Hënë ose Mars. Kishte shumë të interesuar. Ndoshta disa prej tyre nuk i kanë humbur ende shpresat për të shkuar në udhëtimin e parë turistik në hapësirë.

Kronika e kozmonautikës*

* Vazhdon (shih nr. 3, 1989). Në bazë të materialeve të agjencive të ndryshme të lajmeve dhe gazetave periodike, jepen të dhëna për lëshimin e disa satelitëve artificialë të Tokës (AES), duke filluar nga 15 nëntori 1989. Nisjet e satelitit Cosmos nuk regjistrohen. Ato raportohen rregullisht, për shembull, nga revista Nature, dhe ne i referojmë lexuesit e interesuar. Një shtojcë e veçantë i kushtohet fluturimeve hapësinore me njerëz.

MË 15 NËNTOR 1988, në Bashkimin Sovjetik u krye nisja e parë provë e sistemit universal të raketave dhe transportit hapësinor "Energia" me anijen kozmike të ripërdorshme "Buran". Pasi përfundoi një fluturim pa pilot me dy orbita, automjeti orbital Buran u ul me sukses në modalitetin automatik në shiritin e uljes së Kozmodromit Baikonur. Anija Buran është ndërtuar sipas modelit të një avioni pa bisht me një krah delta me fshirje të ndryshueshme. I aftë për të bërë zbritje të kontrolluar në atmosferë me manovrim anësor deri në 2000 km. Gjatësia e anijes është 36.4 m, hapja e krahëve është rreth 24 m, lartësia e anijes që qëndron në shasi është më shumë se 16 m. Pesha e nisjes është më shumë se 100 ton, nga të cilat 14 tonë janë karburant. Ndarja e saj e ngarkesave mund të strehojë një ngarkesë që peshon deri në 30 ton. Një kabinë nën presion për ekuipazhin dhe pajisjet me një vëllim prej më shumë se 70 m 3 është ndërtuar në ndarjen e harkut. Sistemi kryesor i shtytjes është i vendosur në pjesën e pasme të anijes; dy grupe motorësh për manovrim janë të vendosura në fund të seksionit të bishtit dhe në pjesën e përparme të bykut. Veshja mbrojtëse termike, e përbërë nga pothuajse 40 mijë pllaka të profilizuara individualisht, është bërë nga materiale të veçanta - kuarci me temperaturë të lartë dhe fibra organike, si dhe material me bazë karboni. Fluturimi i parë i anijes kozmike Buran i ripërdorshëm hap një fazë cilësore të re në programin sovjetik të kërkimit hapësinor.

MË 10 DHJETOR 1988, mjeti lëshues Proton lëshoi ​​në orbitë satelitin tjetër (19) sovjetik të televizionit Ekran. U nis në orbitën gjeostacionare në 99°E. (indeksi ndërkombëtar i regjistrimit "Stacionar T"), këta satelitë përdoren për të transmetuar programe televizive në intervalin e gjatësisë së valës decimetër në rajonet e Uraleve dhe Siberisë tek pajisjet marrëse të pajtimtarëve për përdorim kolektiv.

MË 11 DHJETOR 1988, nga porti kozmik Kourou në Guiana Franceze, me ndihmën e mjetit lëshues të Evropës Perëndimore Ariane-4, dy satelitë komunikimi u hodhën në orbitën gjeostacionare - Sky-net-4B angleze dhe Astra-1 që i përkisnin konsorciumi i Luksemburgut SES. Sateliti Astra-1 ka për qëllim ritransmetimin e programeve televizive në qendrat lokale të shpërndarjes në vendet e Evropës Perëndimore. Sateliti ka 16 përsëritës me fuqi të mesme, shumica e të cilëve janë marrë me qira nga organizata britanike British Telecom. Pozicioni i vlerësuar i satelitit "Astra-1" është 19.2° W. d. Fillimisht, sateliti anglez supozohej të lëshohej duke përdorur anijen amerikane të hapësirës. Megjithatë, aksidenti Challenger në janar 1986 prishi këto plane dhe ata vendosën të përdorin mjetin lëshues Ariane për nisjen. Lëshimi i dy satelitëve u krye nga mjeti lëshues Ariane-4, i pajisur me dy shtytës të ngurtë dhe dy përforcues të lëngshëm. Konsorciumi Arianespace njoftoi për konsumatorët potencial se ky model rakete është i aftë të dërgojë një ngarkesë me peshë 3.7 ton në një orbitë transferimi me një lartësi apogjee prej 36 mijë km. Në këtë version, Ariane-4 përdoret për herë të dytë. Lëshimi i parë i mjetit lëshues në këtë konfigurim ishte një lëshim provë. Më pas, në vitin 1988, me ndihmën e tij, tre satelitë u hodhën në orbitë: meteorologjik i Evropës Perëndimore Meteosat-3 dhe radio amator Amsat-3, si dhe sateliti amerikan i komunikimit Panamsat-1.

MË 22 DHJETOR 1988, në BRSS, Molniya LV nisi në një orbitë shumë eliptike me një lartësi apogje prej 39,042 km në hemisferën veriore satelitin tjetër (32) Molniya-3 për të siguruar funksionimin e një distanca të gjatë. sistemi i radio komunikimit telefonik dhe telegrafik dhe transmetimi i programeve televizive sipas sistemit Orbit.

MË 23 DHJETOR 1988, sateliti i 24-të i Republikës Popullore të Kinës u lëshua nga kozmodromi Xichang duke përdorur mjetin lëshues Long March-3. Ky është sateliti i katërt kinez i komunikimit i lëshuar në orbitë gjeostacionare. Vënia në punë e satelitit do të përfundojë transferimin e të gjitha programeve televizive kombëtare për ritransmetim nëpërmjet sistemi satelitor. Kryeministri i Këshillit Shtetëror të Republikës Popullore të Kinës, Li Peng ishte i pranishëm në lëshimin e satelitit.

MË 25 DHJETOR 1988, në BRSS, mjeti lëshues Soyuz lëshoi ​​në orbitë anijen automatike të ngarkesave Progress-39, që synonte të furnizonte stacionin orbital Sovjetik Mir. Anija u ankorua me stacionin më 27 dhjetor, u ankorua prej tij më 7 shkurt 1989 dhe në të njëjtën ditë hyri në atmosferë dhe pushoi së ekzistuari.

MË 28 DHJETOR 1988, në BRSS, Molniya LV u nis në një orbitë shumë eliptike me një lartësi apogje prej 38,870 km në hemisferën veriore nga sateliti tjetër (75) i komunikimit Moliya-1. Ky satelit operohet si pjesë e një sistemi satelitor që përdoret në Bashkimin Sovjetik për komunikimet radiotelefonike dhe telegrafike, si dhe për transmetimin e programeve televizive nëpërmjet sistemit Orbit.

MË 26 JANAR 1989, Proton LV lëshoi ​​satelitin tjetër (17) të komunikimit Horizon në BRSS. Vendosur në orbitë gjeostacionare në 53°E. etj., mori indeksin e regjistrimit ndërkombëtar “Stationar-5”. Sateliti Horizon përdoret për të transmetuar programe televizive në një rrjet stacionesh tokësore "Orbita", "Moscow" dhe "Intersputnik", si dhe për komunikimin me anije dhe avionë duke përdorur përsëritës shtesë.

27 JANAR 1989 Automjeti lëshues Ariane-2 lëshoi ​​satelitin Intelsat-5A (modeli F-15) në një orbitë transferimi për përdorim në sistemin global të komunikimeve satelitore komerciale të konsorciumit ndërkombëtar ITSO. Transferuar në një pikë të palëvizshme në orbitën gjeostacionare 60° në lindje. d., sateliti do të zëvendësojë satelitin Intelsat-5A të vendosur atje (modeli F-12), i lëshuar në shtator 1985.

MË 10 SHKURT 1989, në BRSS, mjeti lëshues Soyuz nisi anijen automatike të ngarkesave Progress-40, që synonte të furnizonte stacionin orbital Sovjetik Mir. Anija u ankorua me stacionin më 12 shkurt dhe u ankorua prej tij më 3 mars. Pas shkyçjes, u krye një eksperiment vendosjeje në kushte hapësirë ​​kozmike dy struktura të mëdha me shumë lidhje që u palosën në sipërfaqen e jashtme të anijes Progress-40. Me komandën e automatizimit në bord, këto struktura u hapën një nga një. Shpërndarja e tyre u krye përmes përdorimit të elementëve të bërë nga materiali me një efekt kujtese të formës. Më 5 mars, sistemi i shtytjes në anije u ndez. Si rezultat i frenimit, anija hyri në atmosferë dhe pushoi së ekzistuari.

MË 15 SHKURT 1989, BRSS Molniya LV u lëshua në një orbitë shumë eliptike me një lartësi apogjee prej 38,937 km në hemisferën veriore nga sateliti tjetër i komunikimit (76) Molniya-1. Ky satelit është i përfshirë në sistemin satelitor të përdorur në Bashkimin Sovjetik për komunikimet radiotelegrafike dhe telefonike, si dhe transmetimin e programeve televizive nëpërmjet sistemit Orbita.

MË 16 MARS, në BRSS, mjeti lëshues Soyuz nisi anijen automatike të ngarkesave Progress-41, që synonte të furnizonte stacionin orbital Sovjetik Mir. Anija u ankorua me stacionin më 18 mars.

Kronika e fluturimeve me pilot 1

1 Vazhdim (shih nr. 3, 1989).

2 Numri i fluturimeve në hapësirë, duke përfshirë atë të fundit, tregohet në kllapa.

3 Ekspedita në stacionin Mir.

4 kozmonautët A. Volkov dhe S. Krikalev mbetën në ekuipazhin e stacionit Mir. 21 dhjetor 1988, së bashku me J.-L. Chretien u kthyen në tokë nga stacioni Mir, V. Titov dhe M. Manarov, të cilët përfunduan fluturimin më të gjatë në historinë e astronautikës, që zgjati 1 vit.

LAJME ASTRONOMIKE

FIJE NË BOTËN E ÇEKURISË

Ne kemi përmendur tashmë në shënimet tona të shkurtra për një nga pasojat kozmologjike të disa modeleve të Unifikimit të Madh - parashikimin e ekzistencës së fijeve kozmologjike. Këto janë struktura të zgjatura njëdimensionale me një densitet të lartë të masës lineare (~ Ф 0 2, ku Ф 0 është një mesatare vakum jo zero) dhe një trashësi prej ~ 1/Ф 0.

Ndër modelet e shumta realiste të Bashkimit të Madh (pasi ka edhe jorealiste), më të suksesshmet janë ato që përfshijnë grimca pasqyre, rreptësisht simetrike në vetitë e tyre ndaj grimcave të zakonshme përkatëse. Jo vetëm grimcat e materies (elektrone, kuarkë), por edhe grimca që mbartin ndërveprime (fotonet, W-bozonet, gluonet etj.). Në skemat e këtij lloji, shkelja e simetrisë së plotë çon në një kalim nga grimcat e zakonshme në ato të pasqyrës. Fijet që shfaqen në këto modele quhen fije Alice. Ato dallohen nga fijet "e zakonshme" kozmologjike nga vetia e mëposhtme shtesë: ecja rreth fillit ndryshon specularitetin e objektit.

Nga kjo veti "pasqyrë" rrjedh se vetë përkufizimi i specularitetit bëhet relativ: nëse një objekt makroskopik konsiderohet i zakonshëm nga ne kur kalojmë rreth fillit në të majtë, atëherë rezulton të jetë i pasqyruar nëse filli rrotullohet në drejtë (ose: anasjelltas). Përveç kësaj, rrezatimi elektromagnetik që ne e perceptojmë si normal në të majtë të fillit të Alice-s do të pasqyrohet në të djathtë të saj. Marrësit tanë të zakonshëm elektromagnetikë nuk do të jenë në gjendje ta regjistrojnë atë.

Por kjo është e gjitha në teori. A ka ndonjë manifestim të mundshëm vëzhgues të fijeve të alice? Të gjitha vetitë që kanë fijet e zakonshme kozmologjike gjenden gjithashtu në fijet e Alice. Por ndryshe nga e para, fijet e Alices duhet të ndryshojnë specularitetin relativ të grimcave dhe rrezeve të dritës gjatë evolucionit të tyre. Ekzistenca e grimcave të pasqyrës çon në faktin se yjet dhe, ndoshta, grupimet globulare duhet të kenë një specularitet, ndërsa galaktikat dhe inhomogjenitetet më të mëdha (grumbullimet, supergrupet) përbëhen nga një numër i barabartë pasqyrash dhe grimcash të zakonshme. Për më tepër, karakteristikat e tyre mesatare (spektri, shkëlqimi, shpërndarja e masave dhe shpejtësive, etj.) janë të njëjta. Prandaj, nëse nuk mund ta "zgjidhim" galaktikën në yje individualë, atëherë nuk mund të vërejmë as kalimin e filamentit Alice midis tyre dhe galaktikës, sepse ndriçimi dhe spektri specular dhe i zakonshëm i galaktikës janë plotësisht simetrike.

Mund të përpiqeni të zbuloni manifestimin e fillit Alice (si, në të vërtetë, një fije kozmologjike e çdo natyre) nga efekti i shkëlqimit të gazit që shkakton në valën e goditjes. Kjo e fundit formohet kur lënda trazohet nga fusha konike gravitacionale e fillit. Vërtetë, shkëlqimi i gazit në valën e goditjes pas filamentit është i vështirë të ndahet nga sfondi i shkëlqimit të përgjithshëm të një gazi të tillë. E njëjta gjë vlen edhe për shqetësimin e temperaturës së rrezatimit kozmik të sfondit të mikrovalës në drejtim të filamentit. Prandaj, më premtuesja, sipas teoricienëve, është kërkimi i efektit të lenteve gravitacionale të shkaktuar nga filli i Alice.

A ËSHTË KONSTAT?

Po flasim për konstantën gravitacionale të Njutonit G. Ka shumë teori që parashikojnë nevojën për ta ndryshuar atë. Sidoqoftë, jo vetëm ajo, por edhe konstante të tjera themelore - në disa modele të teorisë së superstringut, për shembull, këto konstante duhet të ndryshojnë me moshën e Universit (me zgjerimin e Universit G, për shembull, duhet të ulet).

Asnjë nga eksperimentet e kryera deri më sot nuk ka dhënë asnjë provë në favor të mospërputhjes G. Vetëm kufijtë e sipërm të këtij ndryshimi janë vendosur - rreth 10-11 pjesë në vit. Kohët e fundit, shkencëtarët amerikanë e konfirmuan këtë vlerësim duke vëzhguar një radio pulsar të dyfishtë.

I zbuluar në vitin 1974, pulsari binar PSR 1913+16 përbëhet nga një yll neutron që rrotullohet rreth një objekti tjetër kompakt. Kështu ndodhi që shkalla e ndryshimit të periudhës së saj orbitale njihet me saktësi jashtëzakonisht të lartë.

Relativiteti i përgjithshëm parashikon që një sistem i tillë binar do të lëshojë valë gravitacionale. Në këtë rast, periudha orbitale e pulsarit të dyfishtë ndryshon. Shkalla e ndryshimit të saj, e parashikuar nën supozimin e qëndrueshmërisë G, përkon krejtësisht me atë të vëzhguar.

Vëzhgimet nga shkencëtarët amerikanë na lejojnë të vlerësojmë kufirin e ndryshueshmërisë G nga ndryshimi i vogël midis vëzhgimeve dhe parashikimeve të relativitetit të përgjithshëm. Ky vlerësim, siç u përmend tashmë, jep një vlerë prej 10-11 pjesësh në vit. Pra me shumë mundësi G nuk ndryshon kurrë.

"JEHONA E DRITË" E SUPERNOVA-87

Astronomët australianë dhe amerikanë kanë zbuluar një rritje mjaft të fortë të rrezatimit infra të kuqe nga LMC Supernova. Fakti i një rrezatimi të tillë në vetvete nuk është asgjë e veçantë. Shpërthimi i tij është i pakuptueshëm dhe i papritur.

Janë propozuar disa hipoteza. Sipas njërit prej tyre, një pulsar "ulet" në gazin e nxjerrë nga një yll shpërthyes (megjithëse rrezatimi pulsar duhet të jetë me gjatësi vale më të shkurtër). Sipas hipotezës së dytë, gazrat nga shpërthimi kondensohen në grimca të ngurta makropluhuri, të cilat, kur nxehen, lëshojnë rrezatim infra të kuq.

Hipoteza e tretë është gjithashtu "pluhuri". Mijëra e mijëra vjet përpara shpërthimit, ylli origjinal po humbte gazin që ishte mbledhur rreth tij. Predha e pluhurit u shtri rreth Supernovës për pothuajse një vit drite - aq kohë iu desh dritës nga ylli në shpërthim për të arritur në renë e pluhurit. Pluhuri i nxehtë rirrezatohet në rrezet infra të kuqe dhe rrezatimi kërkon një vit tjetër për të arritur tek vëzhguesit në Tokë. Kjo shpjegon kohën që kaloi nga regjistrimi i shpërthimit të Supernovës deri në zbulimin e ndezjes së rrezatimit infra të kuq.

MASA MUNGON

Nëse teoria moderne e evolucionit të yjeve është e saktë (dhe duket se nuk ka arsye për të dyshuar në këtë), atëherë yjet me masë të ulët (me një masë më të vogël se masa e Diellit) nuk "kanë temperamentin" për të përfunduar. jetët e tyre në formën e një mjegullnaje planetare - një re shkëlqyese gazi, në qendër të së cilës mbetje e yllit origjinal.

Sidoqoftë, për një kohë mjaft të gjatë ky ndalim u shkel në mënyrë misterioze - në shumë raste masa e mjegullnajës planetare doli të ishte më e vogël se masa e Diellit. Astronomët anglezë dhe holandezë ekzaminuan tre mjegullnaja të ndritshme planetare (ose më mirë, guaskat e tyre me shkëlqim të dobët). Duke përdorur spektrat që ata morën, u llogarit masa e guaskës dhe vetë mjegullnajës. Problemi i mungesës masive është bërë më i qartë - ka shumë më tepër lëndë në guaskë sesa në vetë mjegullnajë. Fillimisht, yjet - "organizatorët" e mjegullnajave planetare - duhet të jenë më të rëndë. Masa që mungon është në guaskë.

Por më pas u ngrit një mister i ri. Temperaturat e gazit të llogaritura për mjegullnajën dhe mbështjellësin ndryshojnë - zarfi doli të ishte 2 herë më i nxehtë se mjegullnaja. Duket se duhet të jetë anasjelltas, sepse ylli qendror është i detyruar të ngrohë gazin e guaskës. Një nga supozimet që shpjegon këtë paradoks: energjia për ngrohjen e guaskës furnizohet nga një "erë" e shpejtë që fryn nga ylli qendror.

PARALAJMËRIM - FLASH

Sateliti amerikan SMM, i krijuar për të studiuar Diellin, parashikoi "vdekjen" e tij të parakohshme - largimin nga orbita. Të dhënat e marra nga ky satelit sugjerojnë se, sipas ekspertëve të Administratës Kombëtare të Oqeanit dhe Atmosferës, ne do t'i kalojmë katër vitet e ardhshme në një mjedis me rritje të aktivitetit diellor. Me të gjitha pasojat që pasojnë - stuhitë magnetike, duke komplikuar komunikimet dhe navigimin me radio, duke ndërhyrë në funksionimin e radarëve, duke paraqitur një rrezik të caktuar për ekuipazhet e anijeve kozmike, duke dëmtuar pjesët delikate elektronike të satelitëve, etj.

Flakët diellore lëshojnë rrezatim të fortë ultravjollcë që ngroh atmosferën e sipërme. Si rezultat, lartësia e kufirit të saj të sipërm (të kushtëzuar) rritet. Me pak fjalë, atmosfera bëhet "e shqetësuar", gjë që prek kryesisht satelitët në orbita të ulëta. Jetëgjatësia e tyre po shkurtohet. Në një kohë, kjo ndodhi me stacionin amerikan Skylab, i cili u largua nga orbita përpara afatit. I njëjti fat, siç u përmend tashmë, pret satelitin SMM.

Ciklet e aktivitetit diellor janë të njohura për një kohë të gjatë, por natyra e proceseve që shkaktojnë këto fenomene mbetet e pa kuptuar plotësisht.

TELESKOPI I RI

Mali Mauna Kea (4170 m, Hawaii, SHBA) së shpejti do të bëhet një Mekë astronomike. Përveç teleskopëve tashmë ekzistues në observatorin e vendosur në këtë mal, janë duke u projektuar (dhe tashmë në ndërtim) teleskopë optikë të rinj, më të fuqishëm.

Universiteti i Kalifornisë po ndërton një teleskop 10 metra, që do të përfundojë dhe instalohet në vitin 1992. Ai do të përbëhet nga 36 pasqyra gjashtëkëndore të konjuguara të rregulluara në tre unaza koncentrike. Sensorët elektronikë të instaluar në të gjitha skajet e pasqyrave të segmentit do të transmetojnë të dhëna për pozicionin dhe orientimin e tyre aktual në lidhje me njëri-tjetrin në kompjuter, i cili do të lëshojë komanda për disqet e pasqyrës aktive. Si rezultat, vazhdimësia e sipërfaqes së përbërë dhe forma e saj sigurohet nën ndikimin e lëvizjeve mekanike dhe ngarkesave të erës.

Në të njëjtën Mauna Kea në 1995, është planifikuar të instalohet një teleskop 7.5 metra i zhvilluar nga shkencëtarët japonezë. Ai do të jetë më shumë se njëqind metra nga ai amerikan. Ky "asparag" do të jetë sistemi më i fuqishëm optik-interferometrik, i cili do të bëjë të mundur shikimin në distanca të mëdha, studimin e kuazareve dhe zbulimin e yjeve dhe galaktikave të reja.

Katër teleskopë të veçantë (secili me diametër 8 m), të kombinuar nga fibra optike në një plan të vetëm fokal, propozohen të ndërtohen në Observatorin Jugor (Kili) nga 8 vende të Evropës Perëndimore – bashkëpronarë të këtij observatori. Ndërtimi i pasqyrës së parë (d.m.th., teleskopit të parë) është planifikuar të përfundojë deri në vitin 1994, dhe tre të tjerat deri në vitin 2000.

ÇFARË VJEN NGA KU

Siç dihet, atmosfera marsiane ka një përqendrim mjaft të lartë të dioksidit të karbonit. Ky gaz del në hapësirë, kështu që përqendrimi i tij konstant duhet të mbahet nga një burim.

Ekspertët besojnë se një burim i tillë është minerali skapolit, i rrallë në Tokë (në planetin tonë është një gur gjysmë i çmuar që përmban, përveç karbonit, silic, oksigjen, gjithashtu natrium, kalcium, klor, squfur, hidrogjen), i cili mund të ruan sasi të mëdha të dioksidit të karbonit si pjesë e strukturës së tij kristalore (karbonat). Ka shumë skapolit në Mars.