Красноярские тропы в космос

Дата публикации:

«На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы…»

(Гимн космонавтов («Четырнадцать минут до старта») В. Войнович)    


Дорогие читатели!

Университет носит имя Михаила Федоровича Решетнева, одного из ключевых деятелей российской космонавтики, и это ко многому обязывает. Две дороги ведут из современного Красноярска в космос, и обе связаны с именем основателя космонавтики в Советском Союзе Сергея Павловича Королева[1].

Одна тропа, ставшая к настоящему времени широкой дорогой в космос, – это создание Конструкторского бюро информационных спутниковых систем. С этой миссией С. П. Королев направил в Красноярск одного из своих ближайших сотрудников, Михаила Федоровича Решетнева[2], тогда молодого инженера-конструктора, впоследствии академика, известного оригинальными решениями в этой новой области космической техники. Буквально с нуля им создано конструкторское бюро, носящее сегодня его имя.

Мне помнится наша первая встреча, когда основатель академической науки в Красноярске Леонид Васильевич Киренский[3], считавший своим непременным долгом поддержать каждое серьёзное Научное начинание в Красноярске, повез нас –биофизиков Ивана Александровича Терскова и меня – знакомиться с М.Ф. Решетневым. Был жаркий летний день, Михаил Федорович встретил нас на заводе «Красмаш», где первоначально располагал единственной комнатой и, показав на настольный вентилятор, под которым сидел, сказал: «вот пока вся моя космическая техника». Сегодня КБ его имени – это передовой научный коллектив, современное производство и уютный городок в окружении сибирской тайги – завидное место для работы и жизни.

Вторая тропа – создание экспериментальных замкнутых экологических систем жизнеобеспечения людей.

Эта тропа ещё не вывела в космос, но её наземный прообраз – экспериментальная система БИОС-3, создан и продолжает развиваться в Институте биофизики КНЦ. Инициаторами этой работы были Иван Александрович Терсков и автор этих строк.

С удовлетворением представляю вашему вниманию статью профессора Александра Аполлинариевича Тихомирова, заведующего кафедрой государственного университета им. М.Ф. Решетнева и лабораторией управления биосинтезом фототрофов в Институте биофизики КНЦ СО РАН. Статья профессора Тихомирова рассказывает о современном уровне этих работ, ведущихся сейчас в Институте биофизики и на кафедре.

У этого проекта широкая перспектива. Его ветви развиваются в трех основных направлениях:

Первое из них: доведение разрабатываемой экспериментальной системы жизнеобеспечения «БИОС» до предельной, теоретически достижимой замкнутости круговорота веществ – это будет земной прообраз той космической системы жизнеобеспечения, которую мы сможем передать конструкторам космической техники, когда они будут создавать корабли для полетов к планетам и станциям для длительной жизни на них.

Эта новая задача исключительной сложности. Она уже поставлена и будет решена усилиями мировой науки.

Наша страна, опираясь на свой передовой опыт в космонавтике, может принять достойное участие в этой работе, в частности, используя и красноярский БИОС. На сегодняшний день БИОС-3 – единственный экспериментальный комплекс, в котором велись и могут вестись дальше опыты по жизнеобеспечению людей высоко замкнутым круговоротом веществ, которым управляют сами испытатели, живущие в БИОСе.

Важно подчеркнуть, что все осуществленные до настоящего времени полеты людей в космос, как бы далеко они ни летали – хоть до Луны или живут в космосе годами, как на Международной космической станции, – они выходят из земной биосферы только технически, но не биологически, потому что все необходимое для жизни людей – пища, вода, кислород – берется из земной биосферы с собой в запас или доставляется грузовыми кораблями. Это разумное решение для кратковременных полетов или жизни в космосе, но недалеко, на спутниках, обращающихся по орбитам, как МКС, например, всего в нескольких сотнях километров от Земли.

Но теперь, когда приходит очередь решения задачи длительного обеспечения жизни людей в сотнях тысяч и миллионах километров от Земли, решить эту задачу с помощью запасов невозможно-никакие ракеты не поднимут такой груз, да и опасно было бы поставить жизнь космонавтов в зависимость от поступления помощи с такой далекой Земли. Принцип решения другой -создать на космическом корабле или инопланетном поселении людей замкнутую экосистему, подобную земной биосфере, но маленькую и высокоэффективную, которая за счет круговорота веществ может поддерживать жизнь. Но возможно ли это?

Еще в те далекие годы, занимаясь управлением биосинтезом микроорганизмов в лабораторных экспериментах, мы[4] убедились в реалистичности этой идеи, предсказанной еще К.Э.Циолковским и научно сформулированной В.И.Вернадским и  Т.Де Шарденом, поиском средств для ее осуществления не на лабораторном столе «в пробирке», а в масштабе реальной замкнутой экосистемы, в которой мог бы обитать человек или экипаж испытателей из нескольких человек, у нас, конечно, не было. Выход из этого, казалось, безнадежного тупика нашел на этот раз, как и во многих других в истории развития красноярской академической науки, Леонид Васильевич Киренский.

Он представил нас – Ивана Александровича Терскова и автора этих строк – академику С.П.Королеву, инициатору и руководителю работ по созданию космической техники и выводу человека в космос, и тот, поверив результатам наших экспериментов, выделил Институту средства, на которые был построен красноярский БИОС.

Замкнутость экосистемы жизнеобеспечения и есть ключ к решению задачи выхода человека в космос не только в техническом, но и в биологическом смысле. Только будучи включен в созданную замкнутую экосистему, человек может стать независимым от постоянного снабжения из земной биосферы, то есть выйдет в космос и в биологическом смысле. Таким образом и эта – вторая тропа из Красноярска в космос, как и старт КБ Решетнева, – тоже начата при решающей поддержке С.П.Королева. Считаю большой удачей моей жизни, что мне довелось в работе соприкоснуться с этим удивительным человеком. Его жизненный подвиг- пример того, как невероятно много может сделать человек, вопреки тяжелейшим ударам судьбы и препятствиям, когда он воодушевлен большой яркой идеей. При его не признающей препятствий требовательности работать с ним было нелегко, но так интересно! Радостно было видеть, как его воодушевление заражает и захватывает окружение его единомышленников.

«Создание замкнутой обитаемой экосистемы требует участия многих специалистов: биологов, врачей, математиков, физиков, химиков, конструкторов, технологов, архитекторов и многих других. Университет по самому своему названию означает универсальный, (‘всеобщий’ на латыни) - то есть сосредоточение многих разных специалистов. Поэтому участие университета, носящего имя академика Решетнева, так много сделавшего для освоения космоса, в решении такой многопрофильной задачи, вполне обосновано», – считает кандидат биологических наук, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН Иосиф Исаевич Гительзон.

Но не только в будущем и не только в дальнем космосе найдут применение результаты этих работ. Уже сейчас и не вообще где-нибудь, а у нас в Красноярском крае они могут послужить научной основой решения практической задачи –радикального повышения качества жизни на Севере, в полярных районах. Это особенно важно для России, потому что около третьей части нашей территории располагается в зоне вечной мерзлоты. Там же залегает большая часть наших минеральных богатств. Важнейшая государственная стратегическая задача – их разумное и неразрушительное для природы использование.

Для жизни людей на Севере нет необходимости строить такие сложные полностью замкнутые системы, как БИОС, но можно использовать разработанные для него элементы для решения самых трудных проблем обеспечения жизни на Севере, таких, например, как интенсивное растениеводство (в БИОСе 30 м2 облучаемой поверхности достаточно, чтобы кормить одного человека всеми растительными продуктами), ступенчатое использование энергии, интенсивная переработка отходов. Всё это для того, чтобы люди, живя в Заполярье, не были вынуждены тратить свое драгоценное время буквально на борьбу за существование в суровых климатических условиях, а употребляли его на полезную работу и здоровый отдых в комфортной для жизни среде.

Кроме двух вышеперечисленных ветвей прикладного значения, есть ещё и третья ветвь – создание малых замкнутых экосистем как моделей самой большой экосистемы – биосферы Земли. Это большая задача фундаментальной науки. Она нужна для того, чтобы понять механизм устойчивости биосферы, который обеспечивает равновесие круговоротных процессов на планете, а они создают постоянство условий для жизни на Земле, в том числе и для человечества. В наше время эта задача становится жизненно важной потому, что производственная деятельность человечества по своим масштабам стала конкурентной с природными процессами и может нарушать их круговорот, например, сжигание ископаемых топлив: нефти, угля, газа и вдобавок к ним животноводство производят больше углекислоты и метана, чем могут поглотить растения и вернуть в атмосферу затраченный кислород, нужный для дыхания. Но это не призыв сократить деятельность человечества, хотя такие панические голоса раздаются. Мы пытаемся найти другую дорогу – развивать такие биотехнологические методы, которые обеспечивали бы равновесие производственных и природных процессов, - то есть их круговорот. Такие биотехнологии создаются, в частности, и у нас в Институте биофизики, их и нужно исследовать в модельных замкнутых системах, прежде чем внедрять в большую единственную для всех нас и всего живого мира биосферу Земли.

Это пример того, как решение фундаментальной теоретической задачи ведёт к жизненно важному практическому результату. Как говорил великий А.Эйнштейн, нет ничего практичнее хорошей теории.

Не раз доводилось обсуждать с М.Ф.Решетневым, как сочетать потенциалы наших организаций в решении проблемы жизнеобеспечения человека вне Земли, при его жизни нам не удалось найти такую площадку, потому что области работы его КБ и нашего Института все-таки очень далеки друг от друга. Но вот теперь в Университете, носящем его имя, такое сотрудничество осуществимо и будет весьма полезно обеим сторонам.

Создание замкнутой обитаемой экосистемы требует участия многих специалистов: биологов, врачей, математиков, физиков, химиков, конструкторов, технологов, архитекторов и многих других. Университет по самому своему названию означает универсальный, (‘всеобщий’ на латыни)- то есть сосредоточение многих разных специалистов. Поэтому участие университета, носящего имя академика Решетнева, так много сделавшего для освоения космоса, в решении такой многопрофильной задачи, вполне обосновано. Только надежное решение этой ключевой задачи откроет человеку возможность жить в созданной им экосистеме независимо от земной биосферы. До этого многовековая мечта человечества о распространении жизни за пределы Земли останется неосуществимой.

Поэтому, молодые коллеги, к которым прежде всего адресовано моё обращение, если у вас есть серьезное желание узнать больше, неугасимое любопытство и интерес к этой новой области науки и техники, приходите на кафедру, где сможете поработать, а если очень повезёт и удастся пройти строгий отборочный контроль, то и побывать испытателем БИОСа, приходите.

Успеха вам в жизни и работе!

Акад. И.И.Гительзон

28.07.2020. Красноярск


[1] Академик С. П. Королев (1907-1966) – основоположник современной космонавтики. Имя Королева у нас в стране и большей части цивилизованного мира широко известно. Оно связано с первыми шагами человечества за пределы родной планеты. В Советском Союзе был запущен первый рукотворный спутник Земли (1957 г.), и первый человек — Ю. А. Гагарин — слетал в космос в 1961 г.

Сейчас вокруг Земли обращаются тысячи спутников, обеспечивающих жизнь современного человечества: связь, телевидение, Интернет, навигацию кораблей в морях и самолётов в небе, прогноз погоды, изучение планет солнечной системы и вселенной далеко за её пределами.

По историческим меркам, не так много времени прошло с тех пор. Меня эти события застали вполне взрослым человеком, а молодым людям сегодня даже, пожалуй, невозможно представить то потрясающее впечатление, которое произвели на нас эти события, каково это — ощутить себя современником перехода человечества в космическую эру. Точное время пролета первого спутника над районами нашей огромной страны заранее сообщалось по радио и в газетах. Множество людей выходило с приёмниками в руках днем и ночью, чтобы услышать короткие сигналы “БИП-БИП”, голос первого рукотворного спутника прямо из космоса.

Один оборот вокруг Земли совершил Гагарин в космическом корабле, а затем ему довелось множество раз облететь Землю самолётами из страны в страну – так велико было желание людей во всем мире увидеть, услышать и прикоснуться к человеку, побывавшему в космосе.

А что же человек, благодаря уму, силе воли, преданности идее которого удалось это свершение? 

Его имя, которое теперь на века связано с историей вступления человечества в космическую эру, оставалось неизвестным. Такой была его парадоксальная анонимная всемирная слава в эпоху всеобъемлющей засекреченности. Появлявшиеся изредка в общедоступной прессе его публикации имели подпись «Генеральный конструктор космической техники».  Нобелевский комитет, чтобы присудить ему высшую научную награду, запросил его имя, Н. С. Хрущев, тогдашний руководитель Советского Союза, ответил: «Советский народ». Надо признать, что как руководитель страны он не был вполне неправ. Каждый советский трудящийся вложил немалую долю оплаты своего труда в огромные расходы страны на создание космической техники, которые многократно окупились. Но имя С. П. Королева страна и мир узнали только посмертно. Судьба отпустила ему обидно мало времени – он умер в 60 лет. Совсем незадолго до его внезапной кончины мне довелось быть у него с отчетом о нашей работе, и он, выражая нетерпение, сказал: «Делайте быстрее вашу биологическую систему, у меня мало времени, всего 10 лет, а я должен довести людей до планет». Ему тогда оставалось несколько месяцев. Помню, как находясь в морской экспедиции далеко в океане, услышал по радио о кончине С. П. Королева. Тогда впервые было названо публично имя «Главного конструктора». Помнится, охватившее тогда чувство осиротелости, оправдавшееся многократно потом ходом дел в нашей космонавтике.

[2] М.Ф. Решетнев (1924-1996), академик, основатель, Генеральный конструктор и многолетний директор ОАО «Информационные спутниковые системы», носящей ныне его имя.

[3] Л. В. Киренский (1909-1969), академик, депутат Верховного Совета СССР, Герой социалистического труда, основатель академической науки и классического университетского образования в Красноярске. Учредитель и первый директор Института физики (ныне его имени), из которого развился современный Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук.

[4] Академик Иван Александрович Терсков (1918-1989) и академик Иосиф Исаевич Гительзон – сооснователи академического биофизического направления и Института биофизики в Красноярске, инициаторы разработки и создания в Красноярске экспериментальных обитаемых замкнутых экосистем жизнеобеспечения для космических и земных применений и для моделирования Биосферы Земли.