Международная лунная посещаемая платформа

Автор Salo, 27.06.2016 14:18:40

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Bell

Цитироватьaaa1 написал:
Всё это очень мило, но выращиваемые в оранжерее растения это не еда. Это закуска, или, в лучшем случае, гарнир.
Не-не. Для замыкания цикла необходима утилизация углерода растений через потребление экипажем.
То есть все, что съест экипаж, будет рециркулировано. И не важно какая доля от общего объема пищи. Потому что в фототрофном-генеротрофном цикле произойдет замыкание (пусть даже частичное), что и является ЦЕЛЬЮ всего действа.
Цитироватьaaa1 написал:
Еда - это мясо, рыба, масла, молочные продукты, сладости.
Веганы негодуэ!  :D 
Цитироватьaaa1 написал:
Надо понимать, что даже если описываемые выше установки заработают на 100%, это решит проблему питания только на 20 или 30%.
А у нас питание не замкнуто на дыхание на 100%. Растения регенерируют углекислый газ на кислород, а причем тут остальные отходы жизнедеятельности экипажа? Не, ну чудесно было бы... мнэ... навоз использовать, но это уже другая история :)
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

Цитироватьaaa1 написал:
Всё это очень мило, но выращиваемые в оранжерее растения это не еда. Это закуска, или, в лучшем случае, гарнир.
Кстати, упомянутый выше массовый голод в Ирландии был вызван потерей урожая картошки.
Просто не стало картошки и писец...

Гарнир, ага...
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

hlynin

ЦитироватьBell написал:
Кстати, упомянутый выше массовый голод в Ирландии был вызван потерей урожая картошки.Просто не стало картошки и писец...
Ну, не так всё просто. Фитофтороз был не единственной причиной. Фитофтороз был во всех странах, включая нашу, а голод - только в Ирландии. А вообще-то не надо было увлекаться монокультурой. Предлагали же им кукурузу.

hlynin

ЦитироватьBell написал:
Не, ну чудесно было бы... мнэ... навоз использовать, но это уже другая история
Это древняя история. В Китае гости, накормленные хозяином, в знак уважения просто  обязаны были удобрить его огород. А ещё не столь давно в туалетах не было ям, а был лоток, идущий в свинарник. Запретили с полсотни лет назад. Утилизировалось всё

Bell

Цитироватьhlynin написал:
А ещё не столь давно в туалетах не было ям, а был лоток, идущий в свинарник. Запретили с полсотни лет назад.
А можно пруфф? ;)
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Дмитрий Инфан

ЦитироватьBell написал:
Не-не. Для замыкания цикла необходима утилизация углерода растений через потребление экипажем.То есть все, что съест экипаж, будет рециркулировано. И не важно какая доля от общего объема пищи. Потому что в фототрофном-генеротрофном цикле произойдет замыкание (пусть даже частичное), что и является ЦЕЛЬЮ всего действа.
Для этого необходима большая площадь оранжерей, что априори невозможно на орбитальной станции. На лунной базе - куда ни шло, но не на орбите.

Max Andriyahov

ЦитироватьBell написал:
 Не, ну чудесно было бы... мнэ... навоз использовать, но это уже другая история
Кстати, тоже интересно: а есть ли уже технологии по переработке отходов человека в компост?)

ЗЫ: не надо ничего переносить в новые ветки, все посты по теме лунной/марсианской станции. Только товарищ Сортировка носится с идеей расово верной чистоты его любимой темы. 

makdy

Когда-то пытался такую схему посчитать:
Длинная биоустановка, разделенная на секции. Снизу грунт, включая компост из отходов жизнедеятельности, заселенный червями. Сверху - растения с саранчой. Последовательное развитие растений и червей и насекомых создает биоколонию, переводимую из отсека в отсек биоустановки. На финише имеем взрослых кузнечиков (белок), червей (белок), плоды и части растений (углеводы), и кислород в процессе развития биосистемы. Дарю идею энтузиастам.

Сергей Хижняк

ЦитироватьЧебурашка написал:
А куры в невесомости несутся?
Они там даже вылупляются плохо. В этот раз познакомился в Пекине с коллегой (из всё того же ИМБП), которая защищала диссертацию по развитию перепелов в невесомости, она рассказывала, что всё не просто. Сейчас попробую нагуглить её автореферат.
Вот, нагуглил.
http://medical-diss.com/medicina/gistogenez-kostnoy-tkani-embrionov-yaponskogo-perepela-v-usloviyah-nevesomosti
За полный текст диссертации, как водится, просят денег. Я могу попросить у Дарьи (мы достаточно регулярно переписываемся), но я там всё равно ничего не пойму, поскольку всю эту гистологию-эмбриологию-анатомию в своё время сдал на 2-м или 3-м курсе, и забыл, как страшный сон. Цитирую главное из автореферата.
===
Положения, выносимые на защиту

1. На ранних (с 4-х по 10-е сутки) стадиях эмбриогенеза развитие костной ткани японского перепела в условиях невесомости отставало от развития костной ткани эмбрионов контрольной группы, развивавшихся в земной гравитации, значительно сильнее, чем на поздних стадиях (14-е, 16-е сутки). Причиной отставания является задержка в формировании кровеносной системы в яйце, а также отставание в развитии щитовидной и паращитовидной желез, наблюдавшееся с 4-х по 10-е сутки.

2. Уменьшение различий в морфометрических показателях у эмбрионов полетной и контрольной групп на завершающих стадиях эмбрионального развития при сохранении отставания во внутреннем гистологическом развитии костной ткани говорит о частичной адаптации растущей костной ткани эмбрионов к невесомости.
===
Из Заключения

Несмотря на то, что в данном эксперименте в полетной группе отмечалось большее количество аномалий развития, ранее было доказано, что причиной отставания развития, а также аномалий и повышенной смертности в полете не является невесомость как таковая. Среди возможных причин указываются вибрация и перегрузки, возникающие на этапе выхода корабля на орбиту, возникновение неравномерностей в температурном поле, галактическое излучение или общее радиационное воздействие и др. [Сычев В.Н., 2000]. При этом отставание в развитии костной системы после вылупления довольно быстро нивелируется, но отсутствие вектора гравитации приводило к полной дезориентации птенца, что не позволяло ему сохранить врожденные инстинкты, например, клевание корма [Сычев В.Н., 2000]. Частично решить проблему удалось благодаря плотной фиксации птенцов в пространстве (в лотке инкубатора или в руке космонавта). Одним из возможных решений проблемы адаптации нововылупленных птенцов японского перепела к невесомости является проведение экспериментов с созданием искусственной гравитации во время инкубирования при помощи центрифугировании, которая позволит включить японских перепелов как гетеротрофное звено в БСЖО.
===
Короче, в невесомости развиваются плохо, после вылупления - дезориентируются. Но если в процессе инкубирования крутить на центрифуге, а после вылупления кормить насильно - может, и получится.

Сергей Хижняк

Цитироватьaaa1 написал:
Всё это очень мило, но выращиваемые в оранжерее растения это не еда. Это закуска, или, в лучшем случае, гарнир.
Неправда. Там основная продовольственная культура - пшеница. Пшеница - это полноценная еда, ещё недавно крестьяне жили в основном на хлебе и кашах, а мясо видели лишь по большим праздникам. И ничего, выживали. Остальное, чего не хватает в пшенице, добирается другими растениями. Тем не менее, источники животного белка в БСЖО предусмотрены. Китайцы едят вот это
https://image.made-in-china.com/202f0j00lwhTHGeMAgqJ/Microwave-Dried-Mealworm-Yellow-Worms-Bird-Food.jpg

А нашим космонавтам придётся есть вот это.
https://38.img.avito.st/640x480/3956334238.jpg

Сергей Хижняк

Кстати, о тех жёлтых червяках на фото по первой ссылке. Помнится, одна китайская аспирантка (или магистрантка) при нас тайком от начальства съела несколько штук, просила не говорить Лю Хун. Сказала, что это - очень дорого, ресторанная еда, у неё таких денег нет, а тут есть возможность нахаляву.  :D
В общем, пшеница плюс другие культуры обеспечивают практически полноценный рацион (вегетарианцы в курсе), но с животным белком, если что, проблем тоже нет. В китайской системе - те жёлтые червяки, ресторанная еда (это личинки кого-то, а кого - забыл, искать лень). В российской - красные калифорнийские черви, если удастся убедить космонавтов.

Сергей Хижняк

Кажется, пора писать о рециклизации. Помнится, я решил распутывать клубок потоков вещества, проблем и решений, начиная с несъедобной биомассы. Это - стебли и корни пшеницы, ботва и так далее. Всё это надо перевести в доступную для растений форму (то есть в неорганику), официально это назвается "минерализация".

В несъедобной растительной биомассе три основных компонента с точки зрения скорости минерализации.
1. Низкомолекулярная органика (сахара, органические кислоты, аминокислоты и так далее). Минерализуется чуть ли не любыми бактериями и грибами практически мгновенно. Характерное время минерализации - от минут до часов.
2. Целлюлоза (полимер бета-глюкозы). Минерализуется достаточно многими бактериями и грибами, но не слишком быстро. Характерное время минерализации зависит от массы параметров (температура-влажность-степень измельчения-...). Очень условно (подчёркиваю, очень условно) можно сказать "недели-месяцы".
3. Лигнин (сложный полимер, желающие могут сами погуглить строение молекулы). Минерализуется очень медленно и очень неохотно, некоторыми бактериями и некоторыми грибами (в первую очередь - дереворазрушающими). Большая проблем на гидролизныз производствах (тех, где гонят спирт из опилок путём сернокислотного гидролиза целлюлозы до глюкозы с последующим сбраживанием в этанол). Характерное время минерализации (опять - очень условно) "многие месяцы-годы".  
Есть ещё крахмал (полимер альфа-глюкозы), но он по скорости минерализации приближается к (1).

В количественном плане основную массу несъедобных частей растений составляют (2) и (3), и именно их минерализация составляет основную проблему. Для целлюлозы проблема решена, для лигнина - нет (китайцы в своих экспериментах в Юэгун-1 просто выводили лигнин из оборота, что эквивалентно выбрасыванию за борт).

Позже продолжу.

hlynin

ЦитироватьBell написал:
А можно пруфф?
свиные туалеты распространены до сих пор, несмотря на запреты и не только в Китае, кое-где и запретов нет.
Вот что такое пруфф, я толком не знаю, а ссылку Вы и так можете найти. Хотя бы в Вики
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D1%82

Max Andriyahov

ЦитироватьСергей Хижняк написал:
3. Лигнин (сложный полимер, желающие могут сами погуглить строение молекулы). Минерализуется очень медленно и очень неохотно, некоторыми бактериями и некоторыми грибами (в первую очередь - дереворазрушающими). Большая проблем на гидролизныз производствах (тех, где гонят спирт из опилок путём сернокислотного гидролиза целлюлозы до глюкозы с последующим сбраживанием в этанол). Характерное время минерализации (опять - очень условно) "многие месяцы-годы".  Есть ещё крахмал (полимер альфа-глю
а если его кремировать в печке? Зола пойдет на удобрения?

Сергей Хижняк

Цитироватьhlynin написал:
что такое пруфф
Это от proof link - подтверждающая ссылка.

Продолжаю про рециклизацию. В природных экосистемах несъедобной растительной биомассы не бывает, любая растительная масса представляет собой субстрат, охотно утилизируемый и минерализуемый целой кучей гетеротрофов - от антилоп и термитов до бактерий и грибов. В БСЖО надо минерализовать. При этом - с учётом того, что характерные скорости биологической минерализации разных компонентов сильно различаются.

Существуют два принципиально разных подхода к минерализации несъедобной биомассы, оба подхода изобретены советско-российской командой.

Кстати, в качестве отступления. У меня есть схема с количественными данными по потокам вещества в российской системе, там и рециклизация, и продуктивность, и моча-фекалии, и несъедобная биомасса, и всё на свете. Но она - из отчёта по гранту РНФ 14-14-00599 «Создание экспериментальной модели высокозамкнутой биолого-технической системы жизнеобеспечения человека для имитации круговоротных процессов применительно к автономным космическим станциям на Луне, Марсе и других небесных телах», 2017-2018, в котором я участвовал как микробиолог & фитопатолог. В открытом доступе отчёт не нашёл, так что не знаю - имею ли право публиковать эти сведения. Были бы это лично мои данные - без проблем. Но, поскольку данные коллективные, да ещё и РНФ, пока повременю.
Пока в открытом доступе нашёл аннотацию, вот здесь.
http://www.rscf.ru/contests/search-projects/17-14-00044/
Там же - ссылки на публикации в СМИ (грант в числе прочего предусматривал популяризацию полученных результатов в СМИ). Цитирую по ссылке РНФ.
===
2017
С публикацией средств массовой информации о работе по данному проекту можно ознакомиться на сайтах:
https://ria.ru/science/20171127/1509653794.html
http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=2536f2bb-3cd4-4197-8432-7d9f77ee5815#content
2018
С публикацией средств массовой информации о работе по данному проекту можно ознакомиться на сайтах:
http://www.vesti.ru/videos/show/vid/749172/cid/3201/
https://chrdk.ru/sci/kosmicheskii-ogorod-svetyashchiesya-bakterii-i-peshekhodnoe-dvizhenie
===
Я, честно говоря, не знаю - что там в СМИ, не интересовался, по самоочевидным причинам. :) Но желающим - рекомендую ознакомиться.
А про схему спрошу у коллег при встрече. Если дадут добро - вывешу, она очень наглядная. Заодно вспомнил, что в нашей статье Тихомиров А.А., Хижняк С.В., Ушакова С.А., Тихомирова Н.А., Павлова А.М. ФУЗАРИОЗ КАК ФАКТОР РИСКА ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2019. Т. 53. № 3. С. 89-96. есть соотношение съедобной и несъедобной биомассы у основной продовольственной культуры в БСЖО - пшеницы (всё тот же знаменитый сорт селекции Г.М. Лисовского). На правах соавтора статьи публикую рисунок здесь. Подрисуночная подпись "Рис. 2. Влияние фузариоза на урожай и несъедобную биомассу пшеницы (в расчете на сухое вещество) в зависимости от фазы онтогенеза, на которой произошло развитие заболевания. Приведены данные по сухому весу. Вертикальными полосами обозначена стандартная ошибка.". Это - исходник для статьи в формате jpg. Почему не png? Редакция "Авиакосмической..." почему-то не включила png в список допустимых форматов.

Сергей Хижняк

Да, пардон за длинное лирическое отступление - но оно полезно хотя бы тем, что я нагуглил ссылки на последний масштабный эксперимент в СМИ. Предупреждаю, что в этих СМИ я не участвовал, и ответственности га изложенный там материал не несу. :D Ну и вспомнил, что у меня есть картинка по съедобной/несъедобной биомассе для пшеницы, и в контроле, и при заражении. Биомассу, правда, измерял не я, а соавторы. Я всё больше по заражению, а не по урожаю... "Профессор вздрогнул. Последнее время он опасался посетителей,  так  как разводил легально вакцин, а нелегально бацилл." ((с) Анатолий Гланц. Будни Модеста Павловича)

Max Andriyahov

ЦитироватьСергей Хижняк написал:
Существуют два принципиально разных подхода к минерализации несъедобной биомассы, оба подхода изобретены советско-российской командой.
Интрига!

Сергей Хижняк

ЦитироватьMax Andriyahov написал:
Интрига!
А то! :D

Первый способ очень биологичный, ускоренная версия биокомпостирования. Солома ферментируется целлюлозоразрушающими бактериями, потом - скармливается вешенке (кто вдруг не в курсе - это съедобный дереворазрушающий гриб, очень вкусный, на мой взгляд). Плодовые тела гриба скармливаются экипажу (за отсутствием экипажа - сотрудникам лаборатории). Остатки соломы с мицелием гриба скармливаются дождевым червям. На выходе получается субстрат для выращивания растений (так называемый почвоподобный субстрат, он же ППС, он же soil-like substrate, он же SLS) и биомасса дождевых червей. На правах соавтора вывешиваю принципиальную схему получения ППС из нашей статьи E.V.Nesterenko, V.A.Kozlov, S.V.Khizhnyak, N.S.Manukovsky, V.S.Kovalev, Yu.L.Gurevich, Hong Liu, Yidong Xing, Enzhu Hu. Testing anti-fungal activity of a soil-like substrate for growing plants in bioregenerative life support systems // Advances in Space Research Volume 44, Issue 8, 15 October 2009, Pages 958-964
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117709003925

E.V.Nesterenko - моя бывшая аспирантка, ныне к.б.н., V.A.Kozlov - мой бывший аспирант, ушёл из науки, не защитив диссертацию,  S.V.Khizhnyak - это я,  N.S.Manukovsky, V.S.Kovalev - авторы-разработчики технологии ППС для БСЖО, Yu.L.Gurevich соавтор технологии на правах зав.лаба (с тех пор произошли слияния и поглощения, и Yu.L.Gurevich возглавляет другое подразделение в КНЦ СО РАН, но с китайцами по БСЖО продолжает работать в качестве консультанта, в августе-сентябре мы опять были в Пекине вместе), Hong Liu - руководитель китайского проекта, Yidong Xing - не помню, Enzhu Hu - китайский мат.моделист, молодой парнишка, ушёл из проекта в силу разочарования - а зря, как раз после его ухода китайский проект получил мощную поддержку и рванул вперёд.

Повторяю, схема - именно что принципиальная, там на самом деле много всяких наворотов и ноу-хау.

Сергей Хижняк

Вот как ППС выглядит вживую. Фото Н.С. Мануковского (того, который N.S.Manukovsky).

Сергей Хижняк

У ППС есть ряд достоинств и есть недостатки.

Одно из важных достоинств - ярко выраженные фитосанитарные свойства, то есть способность подавлять развитие возбудителей болезней растений. Причина - высокая встречаемость в ППС так называемых бактерий-антагонистов.  Об этом можно прочитать в упомянутой "Testing anti-fungal activity...", а также в нашей относительно свежей Хижняк С.В., Мануковский Н.С. ФИТОСАНИТАРНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВОПОДОБНОГО СУБСТРАТА // Вестник КрасГАУ. 2016. № 11 (122). С. 90-96.
Есть в бесплатном доступе здесь
https://elibrary.ru/item.asp?id=27360588
Кому лень читать - чуть позже расскажу своими словами, с картинками.