Космическое растениеводство как средство улучшения среды обитания космонавтов


Аннотация:

Ряд государств заявляет о своих планах по освоению дальнего космоса, в частности, о создании окололунных обитаемых спутников и поверхностных лунных баз. Одним из важнейших условий реализации длительных автономных пилотируемых космических экспедиций является создание нового поколения систем жизнеобеспечения, включающих космические оранжереи. Космические оранжереи могут улучшить среду обитания космонавтов за счет обогащения рациона питания экипажа свежей растительной продукцией с хорошо сбалансированным биохимическим составом, легко усвояемыми витаминами, антиоксидантами и пищевыми волокнами. Немаловажными факторами являются эмоционально-психологическая поддержка при взаимодействии членов экипажа с растениями и регенерация воздушной среды внутри обитаемого объема путем поглощения автотрофными организмами углекислого газа, выделяемого человеком при дыхании, и выделения кислорода в процессе фотосинтеза. В статье приведен обзор ряда современных действующих и разрабатываемых космических оранжерей, в том числе разработанной в ГНЦ РФ ИМБП РАН цилиндрической конвейерной космической оранжереи «Витацикл-Т». Указано на необходимость разработки санитарно-гигиенических норм для отсеков космических аппаратов, включающих оранжереи, при длительности полета свыше года в дополнение к требованиям ГОСТ Р 50804—95. Для применения космических оранжерей в дальних космических экспедициях, в том числе на Луну и Марс, необходимо активизировать наземные исследования влияния на растения факторов среды в дальнем космосе, таких как повышенный радиационный фон и гипомагнитные условия.


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:
  1. Основные положения Основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу (утв. Президентом РФ от 19.04.2013 № Пр-906). URL: https://legalacts.ru/doc/osnovnye-polozhenija-osnov-gosudarstvennoi-politiki-rossiiskoi-federatsii/ (дата обращения: 13.05.2019).
  2. ГОСТ Р 50804—95. Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате. Общие медико-технические требования. — М.: Госстандарт, 1995. — 118 с. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200027840 (дата обращения: 13.05.2019).
  3. Системы жизнеобеспечения экипажей длительных межпланетных экспедиций/ С.Ю. Романов, А.Г. Железняков, А.А. Телегин и др.// Известия РАН. Энергетика. — 2007. — № 3. — С. 57–74.
  4. Health effects of dietary risks in 195 countries, 1990–2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017// The Lancet. URL: https://www.thelancet.com/action/showPdf?pii=S0140-6736%2819%2930041-8 (дата обращения: 06.05.2019). DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)30041-8
  5. Agureev A.N., Kalandarov S. Alimentation with preserved foods in experiment SFINCS-99// Simulation of extended isolation: advances and problems. — M.: Slovo, 2001. — P. 209–215.
  6. Antioxidant protection against cosmic radiation-induced oxidative stress at commercial flight altitude/ D.R. Mitrea, H.M. Moshkenani, O.A. Hoteiuc et al.// Journal of physiology and pharmacology. URL: http://jpp.krakow.pl/journal/archive/08_18/pdf/10.26402/jpp.2018.4.03.pdf (дата обращения: 06.05.2019). DOI: 10.26402/jpp.2018.4.03
  7. Kayden H.J., Wisniewski T. About vitamin E activity// The American Journal of Clinical Nutrition. — 2000. — Vol. 72 (1). — P. 201–202.
  8. Low C. Everything About Vitamins. — Crown Press, Inc. — 1998.
  9. Water-miscible, emulsified, and solid forms of retinol supplements are more toxic than oil-based preparations/ A.M. Myhre, M.H. Carlsen, S.K. Bøhn et al.// The American Journal of Clinical Nutrition. — 2003. — Vol. 78. — P. 1152–1159. URL: http://www.biomedsearch.com/nih/Water-miscible-emulsified-solid-forms/14668278.html (дата обращения: 06.05.2019).
  10. Оранжерея в составе системы жизнеобеспечения эксперимента со 105-суточной изоляцией: биологические, технологические и психологические аспекты/ М.А. Левинских, В.Н. Сычев, В.И. Гущин др.// Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2010. — Т. 44. — № 4. — С. 57–61.
  11. Рост и развитие растений в ряду поколений в условиях космического полета в эксперименте «Оранжерея-3»/ М.А. Левинских, В.Н. Сычев, О.Б. Сигналова и др.// Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2001. — Т. 35. — № 3. — С. 43–48.
  12. Экопсихологические исследования в условиях 520-суточной изоляции/ В.И. Гущин, Д.М. Швед, М.А. Левинских и др.// Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2014. — Т. 48. — № 3. — С. 25–29.
  13. Vegetable production facility as a part of a closed life support system in a Russian Martian space flight scenario/ Yu.A. Berkovich, S.O. Smolyanina, N.M. Krivobok et al.// Advances in Space Research. — 2009. — Vol. 44. — Iss. 2. — P. 170–176. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2009.03.002
  14. Salisbery F.B. Controlled environment life support systems (CELLS): A prerequisite for long term space studies// Fundamentals of space biology. — Tokyo: Japan Scientific Societies Press, 1990. — P. 171–183.
  15. Космические оранжереи: настоящее и будущее/ Ю.А. Беркович, Н.М. Кривобок, С.О. Смолянина, А.Н. Ерохин. — М.: Слово, 2005. — 368 с.
  16. Oxidative Stress and Antioxidant Capacity in Barley Grown under Space Environment/ E.I. Shagimardanova, O. Gusev, G.E. Bingham et al.// Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. — 2010. — Vol. 74 (7). — P. 1479–1482. DOI: 10.1271/bbb.100139
  17. Spaceflight effects on consecutive generations of peas grown on board the Russian segment of the International Space Station/ V.N. Sychev, M.A. Levinskikh, S.A. Gostimsky et al.// Acta Astronautica. — 2007. — Vol. 60 (4). — P. 426–432. DOI: 10.1016/j.actaastro.2006.09.009
  18. Biological life support systems for space crews: Some results and prospects/ V.N. Sychev, M.A. Levinskikh, T.S. Gurieva, I.G. Podolskiy// Human Physiology. — 2011. — Vol. 37 (7). — P. 784–789. DOI: 10.1134/S0362119711070292
  19. Выращивание пшеницы «от семени до семени» в условиях космического полета/ М.А. Левинских, В.Н. Сычев, Т.А. Дерендяева и др.// Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2000. — Т. 34. — № 4. — С. 44–49.
  20. Gravity Independence of Seed-to-Seed Cycling in Brassica rapa/ M.E. Musgrave, A. Kuang, Y. Xiao et al.// Planta. — 2000. — Vol. 210. — Iss. 3. — P. 400–406. DOI: https://doi.org/10.1007/PL00008148
  21. Проблема создания салатной оранжереи для международной космической станции и последующих межпланетных полетов/ Ю.А. Беркович, Н.М. Кривобок, Ю.Е. Синяк и др.// Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2002. — Т. 36. — № 5. — С. 8–12.
  22. Plant Atrium System for Food Production in NASA’s Deep Space Habitat Tests/ G.D. Massa, M.S. Simpson, G. Newsham et al.// 43rd International Conference on Environmental Systems (ICES 2013). DOI: 10.2514/6.2013-3359
  23. Nakamura T., Monje O., Bugbee B. Solar food production and life support in space exploration// American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) in AIAA SPACE 2013. Conference and Exposition. — September 10, 2013. DOI: 10.2514/6.2013-5399
  24. Greenhouse Module for Space System: A Lunar Greenhouse Design/ C. Zeidler, V. Vrakking, M. Bamsey et al.// Open Agriculture. — 2017. — № 2. — P. 116–132. DOI: https://doi.org/10.1515/opag-2017-0011
  25. Liu H. Bioregenerative life support experiments in Chinese Lunar Palace 1: results and future plans// 66th International Astronautical Congress 2015. SPACE LIFE SCIENCES SYMPOSIUM. URL: https://iafastro.directory/iac/paper/id/30373/abstract-pdf/IAC-15,A1,7,8,x30373.brief.pdf?2015-10-05.10:03:47 (дата обращения: 06.05.2019).

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее

DOI: 10.24000/0409-2961-2019-6-22-29
Год: 2019
Номер журнала: Июнь
Ключевые слова : дальний космос система жизнеобеспечения космонавтов космическая оранжерея рацион питания космонавтов витамины психофизиологическая поддержка космическая радиация гипомагнитная среда
Авторы:
  • Беркович Ю.А.
    Беркович Ю.А.
    д-р техн. наук, проф., вед. науч. сотрудник, berkovich@imbp.ru ГНЦ РФ — ИМБП РАН, Москва, Россия
  • Смолянина С.О.
    Смолянина С.О.
    канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник ГНЦ РФ — ИМБП РАН, Москва, Россия
  • Коновалова И.О.
    Коновалова И.О.
    канд. биол. наук, мл. науч. сотрудник ГНЦ РФ — ИМБП РАН, Москва, Россия
  • Кривобок А.С.
    Кривобок А.С.
    канд. биол. наук, науч. сотрудник ГНЦ РФ — ИМБП РАН, Москва, Россия