|
Форумчанин
Регистрация: 21.12.2010
Адрес: кудыкина гора
|
БИОС-3
— экспериментальный комплекс красноярского Института биофизики, моделирующий замкнутую экологическую систему жизнеобеспечения человека с автономным управлением.
Скрытый текст:
Содержание
История
Основой проекта стали работы красноярских учёных И. А. Терскова и И. И. Гительзона по изучению закономерностей функционирования популяций клеток крови. Исследования показали возможность создания устойчивых биофизических систем непрерывного биосинтеза. Появилась возможность создать замкнутые системы жизнеобеспечения человека. Система моделирует замкнутость круговорота веществ в биосфере.
Цель экспериментов — изучение закономерностей функционирования биосферы. Системы жизнеобеспечения человека разрабатывались для жизни человека в космосе, в экстремальных условиях полярных широт, пустынь, высокогорья, подводных работ и т. д.
В 1964 году в системе БИОС-1 была осуществлена замкнутая по газообмену двухзвенная система жизнеобеспечения «человек-хлорелла». Водоросли поглощали углекислый газ и вырабатывали кислород, однако использовать хлореллу в пищу не удалось.
В 1965 году в БИОС-2 кроме водорослей использовались и высшие растения — пшеница, овощи.
В 1968 году были проведены первые эксперименты в трехзвенной системе «человек — микроводоросли — высшие растения». Был достигнут 85 % уровень повторного использования воды. На основе этих экспериментов был создан БИОС-3 — замкнутая экологическая система жизнеобеспечения человека с автономным управлением.
БИОС-3
Строительство завершилось в 1972 году. В подвале Института биофизики в красноярском Академгородке построили герметичное помещение размерами 14 × 9 × 2.5 м и объёмом около 315 м³. Корпус разделен на 4 равных отсека, два из которых заняты фитотронами, один микроводорослевыми культиваторами, а последний жилой, там располагаются каюты экипажа, бытовое и вспомогательное оборудование. Отсеки соединены герметизируемыми дверьми.
Экипаж — до 3 человек.
В БИОС-3 были проведены 10 экспериментов с экипажами от 1 до 3 человек. Самый продолжительный эксперимент продолжался 180 дней ( 1972— 1973 гг.). Удалось достичь полного замыкания системы по газу и воде, и до 80 % потребностей экипажа в пище.
В оранжереях при искусственном освещении выращивалась пшеница, соя, салат, чуфа, морковь, редис, свёкла, картофель, огурцы, щавель, капуста, укроп, лук. Все растения — специальных сортов. Карликовая пшеница выведена профессором Г. М. Лисовским. Растения имеют укороченные стебли, что позволяет снизить количество отходов. Чуфа (среднеазиатская трава) выращивалась для производства растительного масла. Продукты животного происхождения применялись в виде консервов.
Больше всех в БИОС-3 прожил инженер Николай Бугреев — в общей сложности 13 месяцев.
В период перестройки «БИОС-3» был законсервирован, и эксперименты в нем на время были прекращены.
Продолжение исследований
В 1991 году создан Международный центр замкнутых экологических систем. Международный центр является структурным подразделением красноярского Института биофизики СО РАН.
Цель исследований Центра — создание, на базе изучения процессов круговорота вещества в биосфере Земли, прототипов и действующих моделей замкнутых экосистем для длительного жизнеобеспечения человека в экстремальных земных и космических условиях.
Глава Центра — академик РАН И. И. Гительзон.
Создание обновленной биосистемы началось в Красноярске в 2005 году при поддержке Европейского космического агентства (ESA). Проводятся исследования в области переработки отходов и выращивания растений в замкнутых экосистемах.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%C8%CE%D1-3
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЦЕНТР ЗАМКНУТЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ 
создан для развития обладающей международной известностью и признанием специалистов ведущих космических агентств мира биорегенеративной системы жизнеобеспечения БИОС-3. Уникальность данной системы определяется рядом ее особенностей, среди которых наиболее значимыми являются:
- способность сохранять стационарное состояние, обеспечиваемое герметичностью конструкции и замкнутость внутреннего массообмена длительное время (несколько месяцев и более);
- возможность обеспечить необходимые условия для жизни человека, которые отрицательно не влияют на состояние его здоровья, как в период проведения экспериментов, так и на протяжении его последующей жизни;
- возможность долговременного управления процессами изнутри самим экипажем при минимальном вмешательстве снаружи и с требуемым уровнем поддержания герметичности системы;
 Благодаря этим, и ряду других свойств, из всех искусственных биологических систем жизнеобеспечения, созданных в мире до настоящего времени, только БИОС-3 позволила в автономном режиме обеспечить жизнь экипажа (2-3 человека) в течение 6 месяцев за счет замыкания цикла по воде и газу почти на 100%, пище - более 50%.
В настоящее время система БИОС-3 модернизируется по техническим параметрам и условиям пребывания в ней человека с учетом международных стандартов. Уникальные результаты и большой опыт, накопленные при проведении исследований в БИОС-3, способствуют успешному развитию международных научных контактов с учеными США, Европейского Союза, Китая, Японии, Канады и других стран.
В перспективе планируются эксперименты с международным участием для создания нового поколения БИОС с высоким уровнем замкнутости за счет разработки новых технологий, обеспечивающих интенсификацию процессов фотосинтетической продуктивности, а также глубокую переработку растительных отходов и экзометаболитов человека при комбинации оригинальных физико-химического и биологического методов окисления, разработанных в Институте биофизики СО РАН. Для интенсификации фотосинтетической продуктивности растений планируется увеличить уровни фото синтетически активной радиации, приближающиеся к полуденным интенсивностям солнечного света. Это позволит увеличить производство кислорода и урожай съедобной биомассы в 1,5 - 2 раза, что позволит, не увеличивая размеров и массы системы, обеспечить регенерацию атмосферы и воспроизводства растительной пищи для большего по численности экипажа "космонавтов", чем ранее.
Глубокая физико-химическая переработка отходов в системе позволит минерализовать растительные отходы и экзометаболиты человека до неорганических соединений, пригодных для питания растений. Успешная реализация в системе БИОС-3 метода биологической утилизации отходов в почвоподобном субстрате позволит также добиться их минерализации, а также повысить эффективность борьбы с условно патогенными микроорганизмами. В настоящее время проводятся широкомасштабные работы по научно-технической модернизации системы, которые позволят приступить к реализации этих технологий.
Таким образом основными направлениями исследований Международного центра замкнутых экологических систем являются:
- Комплексное изучение принципов функционирования замкнутых экосистем различной степени сложности;
- Разработка научных основ создания экспериментальных замкнутых экосистем и их исследование как моделей биосферы Земли и искусственных биосфер для жизнеобеспечения человека;
- Создание принципов и действующих моделей замкнутых экосистем, включая стационарное совершенствование регенерирующих звеньев, для длительного пребывания человека в экстремальных земных и космических условиях;
- Разработка дистанционных биофизических методов исследований экосистем и создание с их помощью экспертных систем по динамике биосферных процессов.
Система жизнеобеспечения БИОС-3: области применения и новые технологии для ее улучшения.
   Отчет о деятельности Международного центра замкнутых экологических систем (МЦ ЗЭС)
2012 год
2011 год
2010 год
2008 год
2007 год
2006 год
2005 год
2004 год
http://www.ibp.ru/labs/mc.php
Гительзон, Иосиф Исаевич
 Дата рождения: 6 июля 1928 (85 лет)
Место рождения: Самара, РСФСР, СССР
Страна:  СССР →
 Россия
Научная сфера: биофизика, экология
Место работы: Институт биофизики СО РАН
Сибирский федеральный университет
Учёная степень: доктор медицинских наук ( 1961)
Учёное звание: профессор ( 1962)
Альма-матер: Красноярский медицинский институт
биологический факультет МГУ
Научный руководитель: Л. В. Киренский
Награды и премии
  
Скрытый текст:
(род. 1928) — российский биофизик, академик РАН (1991); член-корреспондент АН СССР с 1979, академик с 1990. Советник РАН в Институте биофизики СО РАН. Научный руководитель Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета. Член Комиссии РАН по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований. Член Международной академии астронавтики. Почётный гражданин Красноярска.
Содержание
Биография
Научная деятельность
Основные труды по регуляции системы крови, биолюминесценции, созданию замкнутых экосистем, включающих человека. Руководитель проекта БИОС-3
- 1951—1970 — В области экспериментальной гематологии разработал методы спектрофотометрического анализа популяций эритроцитов в норме и патологии. Выдвинул общую теорию трехступенчатого механизма гемолиза, описал закономерности распределения популяций эритроцитов по устойчивости в зависимости от их возраста, интенсивности производства и разрушения. Предложил математическое описание количественных закономерностей при нормальном эритропоэзе и в случае кровопотери.
- 1960—1985 — Разработка биофизических приборов и методов инструментального исследования больших водных экосистем. Конструирование аппарата для измерения биолюминесценции морских экосистем — глубоководного батифотометра. Принимая участие в серии океанографических экспедиций в Тихом, Атлантическом, Индийском и Северном Ледовитом океанах в 1960-1980-х годах, описал основные закономерности биолюминесценции как общеокеанического явления и его распределение в Мировом океане по отношению к структуре и продуктивности морских экосистем.
- 1961—1998 — Развитие представления о биосферике — разделе экологии, изучение и создание замкнутых экосистем. Разработка и создание комплекса «БИОС» — экспериментальной замкнутой экологической системы жизнеобеспечения человека, проведение долгосрочных экспериментов в ней. Впервые была экспериментально показана возможность создания стабильной управляемой замкнутой экосистемы для человек на основе непрерывного культивирования микроорганизмов и высших растений. Целью таких систем является поддержка человеческой жизни в космосе, для улучшения среды обитания в неблагоприятных условиях Земли: в Арктике и Антарктике, под водой, под землей, в высокогорье, пустынях, а также в условиях загрязненной окружающей среды.
- 1995—1998 — Разработка проекта «Bioalarm», направленного на мониторинг «здоровья» морских экосистем, раннее предупреждение об аномалиях, возникающих в связи с антропогенными и природными факторами.
Информация с официального сайта Сибирского федерального университета: Врач и биолог по образованию, И. И. Гительзон известный и признанный специалист в области биофизики. Его разносторонние работы по биофизическим методам анализа эритроцитарных популяций и регуляции системы крови, параметрическому управлению биосинтезом микробных популяций и замкнутым экологическим системам жизнеобеспечения человека, биофизическому мониторингу природной среды и методам биолюминесцентного анализа широко известны в России и за ее пределами. И. И. Гительзон вместе с академиком Иваном Александровичем Терсковым[3] являются основателями Института биофизики СО РАН в Красноярске. Они создали новое направление в биофизике надорганизменных систем, обосновавшее возможность интегрального подхода к диагностике состояния экологических систем различного уровня организации и сложности. Под его руководством выполнены экспедиционные исследования биологической светимости Мирового океана. По инициативе И. И. Гительзона разработаны большие научно-социальные проекты — «Экология величайших рек мира» («Чистый Енисей»), программа «Хлорофилл в биосфере» («Зеленая волна»), поддержанные ЮНЕСКО, Российской академией наук и Национальной астронавтической федерацией США, Российским Фондом Фундаментальных исследований и др.
И. И. Гительзон ведет большую педагогическую работу, является одним из основателей Красноярского государственного университета; подготовил десятки докторов и кандидатов наук. Его регулярно приглашают читать лекции в университетах Европы, Америки, Японии. В настоящее время И. И. Гительзон — научный руководитель Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета и Научно-образовательного центра «Енисей».
И. И. Гительзон широко известен международному научному сообществу как исследователь и организатор науки, постоянный участник конгрессов МАФ, КОСПАР; избран действительным членом Международной Академии Астронавтики, членом редакционных советов ряда международных изданий; ведет большую научно-общественную работу, будучи членом Объединенного Ученого совета по биологическим наукам СО РАН, ряда научных советов Российской академии наук.
Некоторые публикации
- Gitelson, I. I.; Lisovsky, G. M.; and MacElroy, R. D. (2003). Manmade Closed Ecological Systems. Taylor & Francis. ISBN 0-415-29998-5
- И. И. Гительзон, С. И. Барцев, В. В. Межевикин, В. А. Охонин. Дальний космос: люди или автоматы? Вестник Российской академии наук том 70, № 7, с. 611—620 (2000)
- Kirensky LV, Gitelson II, Terskov IA, Kovrov BG, Lisovsky GM, Okladnikov YN. Theoretical and experimental decisions in the creation of an artificial ecosystem for human life support in space. Life Sci Space Res. 1971;9:75-80. PubMed PMID: 12206189
- I.I. Gitelson, I.A. Terskov, B.G. Kovrov, G.M. Lisovskii, Yu.N. Okladnikov, F.Ya. Sid’ko, I.N. Trubachev, M.P. Shilenko, S.S. Alekseev, I.M. Pan’kova, L.S. Tirranen. Long-term experiments on man’s stay in biological life-support system. Adv Space Res. 1989;9(8):65-71
- Gitelson JI. Biological life-support systems for Mars mission. Adv Space Res. 1992;12(5):167-92. PubMed PMID: 11537063
- Gitelson JI, Okladnikov YuN. Man as a component of a closed ecological life support system. Life Support Biosph Sci. 1994 Summer;1(2):73-81. PubMed PMID: 11538717
- V. Blüm, J.I. Gitelson, G. Horneck, K. Kreuzberg. Opportunities and constraints of closed man-made ecological systems on the moon. Adv Space Res. 1994;14(6):271—280
- Gitelson JI, Blüm V, Grigoriev AI, Lisovsky GM, Manukovsky NS, Sinyak YuE, Ushakova SA. Biological-physical-chemical aspects of a human life support system for a lunar base. Acta Astronaut. 1995 Oct;37:385-94. PubMed PMID: 11541109
- Gitelson JI, Okladnikov YuN. Consistency of gas exchange of man and plants in closed ecological system: lines of attack on the problem. Adv Space Res. 1996;18(1-2):205-10. PubMed PMID: 11538965
- Bartsev SI, Gitelson JI, Lisovsky GM, Mezhevikin VV, Okhonin VA. Perspectives of different type biological life support systems (BLSS) usage in space missions. Acta Astronaut. 1996 Oct;39(8):617-22. PubMed PMID: 11540782
- Salisbury FB, Gitelson JI, Lisovsky GM. Bios-3: Siberian experiments in bioregenerative life support. Bioscience. 1997 Oct;47(9):575-85. PubMed PMID: 11540303
- Gitelson JI, Tirranen LS, Borodina EV, Rygalov VYe. Impaired growth of plants cultivated in a closed system: possible reasons. Adv Space Res. 1997;20(10):1927-30. PubMed PMID: 11542571
- Gitelson JI, Bartsev SI, Mezhevikin VV, Okhonin VA. An alternative approach to solar system exploration providing safety of human mission to Mars. Adv Space Res. 2003;31(1):17-24. PubMed PMID: 12577896
- Gitelson I.I., Degermendzhy A.G., Rodicheva E.K. Self-restoration as fundamental property of CES providing their sustainability. Adv Space Res. 2003;31(7):1641—48
- Gitelson I.I., Tikhomirov A.A., Parshina O.V., Ushakova S.A., Kalacheva G.S. Volatile metabolites of higher plants crops as a photosynthesizing life support systems component under temperature stress at different light intensities. Adv Space Res. 2003;31(7):1781—86
- И. И. Гительзон, И. А. Терсков. Эритрограммы как метод клинического исследования крови. Красноярск : Издательство Сибирского отделения Академии наук СССР, 1959. — 247 с.
- Гительзон И. И., Чумакова Р. И., Филимонов B.C., Левин Л. А., Дегтярёв В. И., Утюшев Р. Н., Шевырногов А. П. Биолюминесценция в море. М.: Наука, 1969. — 184 с.
- Чумакова P. И., Гительзон И. И. Светящиеся бактерии. М.: Наука,1975. — 108 с.
- И. И. Гительзон. Живой свет океана. М.: Наука, 1976. — 120 с.
- И. И. Гительзон, В. П. Нефедов, В. А. Самойлов. Культура изолированных органов. АН СССР, Науч. совет по комплексным проблемам физиологии человека и животных. — Ленинград: Наука, 1977. — 196 с.
- И. И. Гительзон, Н. С. Мануковский, И. М. Панькова и др. Микробиологические проблемы замкнутых экологических систем / Отв. ред. И. А. Терсков. — Новосибирск : Наука. 1981. — 197 с.
- М. Е. Виноградов, И. И. Гительзон, Л. А. Левин и др. Современные методы количественной оценки распределения морского планктона / Отв. ред. М. Е. Виноградов. — М.: Наука, 1983. — 279 с.
- И. И. Гительзон, Э. К. Родичева, С. Е. Медведева и др. Светящиеся бактерии / Отв. ред. Е. Н. Кондратьева. — Новосибирск : Наука. 1984. — 278 с.
- И. И. Гительзон, Л. А. Левин, Р. Н. Утюшев и др. Биолюминесценция в океане. — СПб. : Гидрометеоиздат, 1992. — 282 с. ISBN 5-286-00408-3
- Экологическая биофизика: Учебное пособие в 3 т. / Под ред. И. И. Гительзона и Н. С. Печуркина. — М.: Логос, 2002
Примечания
- ↑ Автореферат кандидатской диссертации в каталоге Российской национальной библиотеки
- ↑ Автореферат докторской диссертации в каталоге Российской национальной библиотеки
- ↑ академик Иван Александрович Терсков
Ссылки
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%...B2%D0%B8%D1%87
|