Когда мы говорим о Дне космонавтики, на ум сразу приходят Гагарин и Королёв. Однако за кулисами великих свершений остался ещё один учёный, связавший Сибирь с мечтой о дальних планетах. Академик Леонид Киренский — человек, который создал «ковчег» для межзвёздных путешествий. Именно в Красноярске под его руководством был реализован легендарный проект «БИОС», где люди жили в полностью замкнутой системе, дыша кислородом растений. О том, почему этот эксперимент до сих пор не повторил никто в мире и как физик-магнитолог готовил человечество к марсианским станциям, читайте в нашем материале .
Киренский и Королёв: союз физика и конструктора
Начало 1960-х годов. После полета Гагарина главный конструктор Сергей Павлович Королёв ставит задачу: человек должен не просто выйти в космос, но и жить там продолжительное время. Для полетов на Луну и Марс требовались принципиально новые системы жизнеобеспечения — не запасаемые, а регенеративные. И здесь происходит знаковое событие. Красноярские ученые под руководством Леонида Киренского выходят с предложением создать замкнутую экологическую систему, где воздух, вода и пища будут воспроизводиться внутри корабля. Королёв, как свидетельствуют документы, поддержал эту идею и обеспечил финансирование работ. Почему это важно? Киренский был не просто администратором от науки. Он понимал: без фундаментального знания физики процессов — теплообмена, газообмена, фотосинтеза — создать работающую систему невозможно. Именно физический подход к биологическим задачам стал основой успеха.
Эволюция проекта БИОС: от хлореллы до пшеницы
Исследования развивались поэтапно, и каждый этап отражал углубление понимания проблемы. БИОС-1 (1964 год). Первая установка представляла собой 20-литровый культиватор с микроводорослью хлореллой. Эксперименты показали: водоросли способны обеспечивать регенерацию кислорода для одного человека. Время непрерывного пребывания увеличили с 12 часов до 30 суток. Однако использовать хлореллу в пищу оказалось невозможно — возникла проблема полноценного питания. БИОС-2 (1966-1970 годы). В систему включили высшие растения — овощи и пшеницу. Специально выводились сорта с укороченным стеблем, чтобы уменьшить несъедобную биомассу. Проведены эксперименты продолжительностью 30, 73 и 90 суток с экипажами из двух человек. Уровень замкнутости системы достиг 85%. БИОС-3 (1972 год). Вершина проекта. В подвальном помещении Института физики построили герметичный бункер объемом 300 кубических метров с металлическими стенами. Конструкция включала четыре отсека: жилой модуль с индивидуальными каютами и три фитотронных отсека с растениями.
Главный эксперимент: 180 дней изоляции
С 24 декабря 1972 по 22 июня 1973 года проходил самый длительный эксперимент — 180 суток полной изоляции экипажа. Состав экипажа и условия. В эксперименте участвовали Николай Бугреев, Владислав Терских, Мария Шиленко и Николай Петров. Полные шесть месяцев провел в системе только Терских, остальные менялись каждые два месяца — ограничение было связано с объемом растительной секции. Технические характеристики системы. При искусственном освещении в бункере выращивали пшеницу, сою, салат, морковь, редис, свеклу, картофель, огурцы, щавель, капусту, укроп, лук. В фитотронном зале росла пшеница, которую участники собирали, мололи на специально сконструированной мельнице и пекли хлеб.
Результаты. Достигнуто полное замыкание системы по кислороду и углекислому газу, 95% — по воде. По пище замкнутость составила около 80% (продукты животного происхождения использовались из консервных запасов). Экипаж получал 100% необходимой растительной пищи, выращенной непосредственно в бункере.
Научное значение. Впервые в мире доказана возможность длительного автономного существования человека в замкнутой экологической системе с биологическим круговоротом веществ. Результаты были представлены на 24-м Международном астронавтическом конгрессе в Баку в 1973 году.
Мировое признание и современный контекст
Достижение красноярских ученых не потеряло актуальности и сегодня. В мировой практике результат 95% замкнутости по воде и полной регенерации атмосферы оставался непревзойденным более 30 лет. Показательно сравнение с зарубежными аналогами. Американский проект «Биосфера-2» (1990-е годы) столкнулся с серьезными проблемами и не достиг заявленных показателей замкнутости. Китайский проект «Лунный дворец» (2010-е годы) осуществлялся при тесном взаимодействии с создателями БИОС-3, фактически развивая заложенные Красноярском принципы. Иосиф Исаевич Гительзон, один из ключевых участников проекта, в своих воспоминаниях подчеркивал, что БИОС-3 стал результатом соединения физического мышления Киренского и биологической компетенции его коллег.
Другие космические направления Института физики имени Л.В. Киренского
Деятельность Киренского не ограничивалась БИОСом. Под его руководством развивались исследования, напрямую связанные с космической отраслью. Физика магнитных явлений. Институт первым в СССР получил тонкие магнитные пленки, ставшие основой для элементов памяти и проводников. Эти разработки нашли применение в спутниковых системах.
Материаловедение. Создавались новые материалы — ферриты, монокристаллы, наноструктуры. Сегодня институт сотрудничает с АО «Информационные спутниковые системы» имени Решетнева, где производится 70% российских спутников.
Моделирование космических условий. В лабораториях созданы установки для получения сверхвысокого вакуума, позволяющие испытывать материалы в условиях, приближенных к космическим.
Наследие и преемственность поколений
Леонид Васильевич ушел из жизни в ноябре 1969 года, не дожив до завершения 180-суточного эксперимента. Но созданная им школа продолжает работать. Сегодня институт ведет исследования по нескольким направлениям, прямо или косвенно связанным с космосом: физика конденсированного состояния, наноматериалы (включая фуллерены, графены), оптика и лазерная физика, радиофизика. Подводя итог, можно сформулировать несколько выводов.
Первый. Академик Л.В. Киренский вошел в историю космонавтики не как конструктор ракет, а как создатель научной базы для длительного пребывания человека вне Земли. Его подход соединил фундаментальную физику с инженерным решением биологических проблем.
Второй. Проект БИОС-3 остается уникальным достижением отечественной науки — мирового рекорда по замкнутости экосистемы не удалось превзойти до сих пор.
Третий. Созданная Киренским научная школа продолжает работать на космическую отрасль, разрабатывая материалы для спутников, элементы электроники и методы моделирования экстремальных состояний.
Четвертый. История красноярского БИОСа — убедительное доказательство того, что большая наука не обязательно делается в столицах. При наличии лидера, способного объединить таланты и поставить амбициозную цель, результаты могут стать мировым достоянием. В заключении приведу слова самого Леонида Васильевича из его выступления перед студентами в 1956 году:»Фантастика сегодня — это наука завтра. Но чтобы завтра стало реальностью, нужно работать сегодня». Эти слова остаются ориентиром для новых поколений исследователей, продолжающих дело нашего земляка, академика Леонида Васильевича Киренского.
Дария ЗАХАРОВА, директор МБОУ «Амгинский лицей имени Л.В. Киренского»
Фото использованы с интернета