Искусственные экосистемы

Космический корабль. Автономный космический корабль, предназначенный для длительных путешествий, представляет собой миниатюрную экосистему, включающую человека. Он должен иметь все жизненно важные абиотические вещества и средства для их регенерации и многократного использования. Все пилотируемые космические корабли в настоящее время снабжены модулями жизнеобеспечения запасающего типа. В них частично осуществляется регенерация воды и воздуха физико-химическими методами. Покидая Землю, люди должны иметь четко ограниченную закрытую систему, которая обеспечивала бы все их жизненные потребности, а в качестве энергии использовала энергию солнечного излучения. Такой космический корабль должен быть снабжен системами полной регенерации всех жизненно важных абиотических компонентов (факторов), позволяющих их многократное использование. В нем должны осуществляться сбалансированные процессы продуцирования, потребления и разложения организмами или их искусственными заменителями. По сути, такой автономный корабль будет представлять собой микро экосистему, включающую человека. Сочетание в одной системе людей, водорослей и бактерий в настоящее время не возможно. Для регенерационных экосистем, которые могли бы долгое время находиться в космосе, ничего не получая с Земли, потребовались бы крупные организмы, которые могли бы использоваться человеком в пищу, значительное видовое разнообразие их и большие емкости для воздуха и воды. В экосистему космического корабля пришлось бы включить также нечто подобное сельскохозяйственным или другим растительным сообществам. Основная задача, которую предстоит решить, - это чем заменить буферную способность атмосферы и океана, благодаря которой стабилизируются и поддерживаются условия жизни в биосфере в целом. На Земле на 1м2 суши приходится более 1000 м2 буферной емкости атмосферы и почти 10 000 м2 океана плюс большие объемы растительности. Атмосфера, океан и растительность выполняют роль накопителей и регенераторов отходов. При длительном пребывании человека в космосе часть этой буферной функции должны взять на себя механические устройства, работающие на солнечной и атомной энергии. Однако на современном этапе развития невозможно создать безопасную и надежную закрытую экологическую систему жизнеобеспечения даже для использования ее на Земле. Создать миниатюрную модель биосферы, т. е. искусственную экосистему без притока и оттока вещества и энергии, с полной регенерацией отходов и регуляцией условий, для использования ее в космосе сложно и очень дорого, если учитывать количество горючих ископаемых, которое придется затратить на вывод в космос всех компонентов такой системы. Некоторые ученые предсказывали, что в 21 веке возникнут космические поселения, обеспечиваемые функционированием тщательно отобранной биоты, свободной от паразитов и других непродуктивных организмов. Для поддержания таких поселений можно будет использовать солнечную энергию и минеральные богатства спутников планет Солнечной системы. Однако на таком спутнике неизбежно возникнет проблема загрязнения среды, а также социальные, экономические и политические проблемы.