Казалось бы, какая может быть связь между темой освоения космоса и темой проектирования экодома для северных широт? Тем не менее, такая связь существует, причем – прямая. Это наглядно показали специалисты Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН, принявшие участие в Пятой Всероссийской научной конференции с международным участием «Энеро- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий».
Напомним, что красноярский Институт биофизики еще с 1960-х годов проводит эксперименты с замкнутыми экологическими системами жизнеобеспечения. Вплоть до настоящего времени было разработано несколько моделей таких систем, где, в частности, изучались возможности длительного автономного проживания человека в условиях космоса. Замечу, что полвека назад об освоении Марса и других планет рассуждали на полном серьезе. К концу столетия интерес к этой теме (ввиду эпохальных политических событий) несколько ослаб. Однако в новом тысячелетии мы снова наблюдаем пробуждение интереса к покорению космоса. Еще не так давно об этом прямо заявляли на самом высшем уровне и у нас, и в Америке.
Энергетический кризис и события на Украине вновь отодвинули космическую тему на задний план. Казалось бы, теперь многим уже не до Марса, учитывая, насколько усложнилась жизнь на Земле. Но значит ли это, что эксперименты с моделированием автономных систем жизнеобеспечения, предназначенных для подготовки к эпохальному освоению других планет, окажутся невостребованными в наше непростое время?
На самом деле всё обстоит с точностью до наоборот. Именно сейчас эксперименты с автономными замкнутыми системами актуальны как никогда, поскольку имеют вполне земное приложение. И скорее всего, успешная и вместе с тем масштабная реализация таких приложений позволит нам не только смягчить воздействие энергетического кризиса, но и выйти на новый уровень развития.
Как прямо заявляют красноярские ученые, предлагаемая ими концепция автономного экологического жилья для Крайнего Севера возникла из опыта создания космических систем жизнеобеспечения в Институте биофизики СО РАН. В отличие от концепций, имеющихся в других странах, данная концепция основана на повышенном замыкании массообменных потоков веществ внутри самого жилья. Такой подход, считают они, позволяет решить сразу несколько задач. Во-первых, значительно снизить загрязняющее воздействие людей на окружающую среду. Во-вторых, защитить самих людей от неблагоприятных внешних воздействий. Таким образом, в экологическом жилье создается некое подобие «маленькой биосферы», в той или иной степени независимой от большой биосферы.
В свою очередь, степень независимости, а, следовательно, степень высокой автономии от внешней среды, определяется экономической целесообразностью, климатическими условиями и спецификой географического расположения северного экодома. По большому счету, такое инновационное жилье можно размещать хоть на Марсе, хоть на Крайнем Севере, хоть в умеренных широтах. Всё будет зависеть от экономической целесообразности и капитальных вложений. Однако во всех вариантах мы найдем использование одного и того же принципа, который изначально применялся к космическим условиям, когда необходимо добиться полной автономности проживания. Это, конечно, крайний вариант. Для земных условий требования будут не столь жесткие. Но как раз для Крайнего Севера эта система подходит лучше всего (по понятным причинам).
По мнению красноярских ученых, социально-экономические аспекты пребывания людей в северных регионах (в связи с особыми географическими и климатическими характеристиками) требуют и особого подхода при проектировании и внедрении элементов инфраструктуры жилых помещений. Здесь накладывают свой отпечаток не только суровые морозы, но также удаленность самих мест проживания. Помимо этого, существенную роль играет низкая среднегодовая активность северной биоты, препятствующая полному разложению продуктов жизнедеятельности. Сюда же включаются дефицит витаминосодержащей продукции и низкое качество воды. Короче говоря, условия проживания как бы приближены к условиям Марса.
В настоящее время, отмечают ученые, существующие технологии северного жилья связаны, в основном, с вопросами теплоизоляции и энергоэффективности. Но этого недостаточно. Для создания комфортного северного жилья нового поколения как раз необходима разработка и внедрение технологий на основе принципов «оптимального по затратам замыкания потоков веществ и энергии за счет использования физических, химических и биологических компонентов инфраструктуры». Например, такие технологии касаются переработки органических отходов в условиях замкнутого цикла. Говоря по-простому, растительные отходы и отходы жизнедеятельности человека после соответствующей переработки возвращаются обратно в виде удобрений, участвуя в выращивании растений в специальной круглогодичной теплице.
Как мы понимаем, такой – почти «марсианский» - вариант с теплицей весьма актуален для условий Крайнего Севера, где использование открытого грунта для выращивания овощной и витаминосодержащей продукции весьма затруднительно. Кроме того, учтем, что завоз овощей и зелени с Большой земли делает такую продукцию слишком дорогой. И здесь важно подчеркнуть, что именно теплица выступает в роли принципиально важного технологического звена в системе жизнеобеспечения. Реализация данного процесса в его полном варианте способствует производству овощей на месте. Кроме того, теплица повышает качество воздуха в помещении и создает благоприятный психоэмоциональный фон (что для северных условий крайне необходимо).
В этой связи красноярские ученые предлагают прототип такой теплицы для ее апробации в качестве принципиально важного компонента инфраструктуры северного экодома. С этой теплицей будет состыкован блок переработки пищевых и физиологических отходов, который может выступать отдельным обязательным компонентом инфраструктуры дома. Как подчеркивают ученые, все процессы переработки и минерализации отходов являются экологически чистыми, относительно неэнергоемкими, не требующими высоких температур и давлений (как это происходит при использовании классических физико-химических процессов окисления органики).
Как мы уже сказали, данная система автономного северного экодома появилась на основе опыта создания космических систем жизнеобеспечения. Может показаться, будто упомянутое «приземление» технологии выводит ее за рамки столбовой дороги научно-технического прогресса. Но вряд ли у нас есть основания для подобных умозаключений. Возможно, как раз таким путем и должен осуществляться технический прогресс на Земле.
Мы часто – с подачи писателей-фантастов - связываем отдаленное будущее с высокотехнологичными «марсианскими» городами. Но давайте на минутку представим, что подобные «марсианские» технологии начнут массово воплощаться на нашей планете, захватывая и условия Крайнего Севера, и давно обжитые территории. Разве это не будет ярким преображением современной цивилизации, когда станут создаваться целые экологические поселения, прекрасно гармонирующие с природой и не требующие высоких затрат, в том числе и по линии энергоснабжения (даже если речь идет о северных широтах)? Полагаю, что именно сейчас, в условиях энергетического кризиса, указанные разработки сибирских ученых наглядно выявляют истинное направление научно-технического и социального развития.
Олег Носков
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии