Освоение планет, межзвездные перелеты… этой фантастике уже много лет, и, несмотря на колоссальные прорывы в технике со времен полета на Луну, в 21 веке она остается фантастикой. Мы поняли свои границы, столкнулись с массой трудностей существования в открытом космосе, главной из которой является жизнеобеспечение. Лететь до Марса в лучшем случае полгода, но, даже если это сделать, надо охранять и везти с собой жизнь, и это не просто растения или животные, а сложнейшая экосистема, огромная фабрика по производству органики, состоящая из множества цепей питания, симбиоза и т. д. На Земле сложились (и пока не разрушены) условия для поддержания и восстановления всех циклов, необходимых для того, чтобы мы могли не думать о них, когда едим, дышим, спим, создаем семьи, рожаем детей. Но те же вещи в открытом космосе, в хрупкой по космическим меркам скорлупке наших летательных аппаратов, становятся крайне затратными и сложными.
Рано или поздно, в угоду светскому капитализму, или природному катаклизму, Земля станет мертвой планетой. Закончится и жизнь, такая, какую мы знаем, с ее историей, с ее многообразием, но вопрос в том, когда и как. Станет человечество причиной ее гибели, или наоборот — спасет ее и себя, благодаря разуму, который, возможно, не просто так развился в ней? То, что мы способны думать о заселении космоса, мечтать об этом — это не какая-то блажь или буржуазная прихоть, а естественный для самой жизни, которая живет в нас, механизм приспособления и экспансии. Мы загрязняем окружающую среду, уничтожаем виды, потребляем столько ресурсов, что, возможно, ни одна разумная цивилизация будущего уже не сможет появиться и обеспечить свое развитие на этой планете. Что сделано, то сделано — и, если нам важно, чтобы это был не бессмысленный конец всего, мы должны подготовиться к перелету, пускай лететь будем не мы, но, может быть, наши внуки, внуки наших цветов в горшках, наших домашних питомцев. Обо всем этом трудно и неприятно думать, когда современность учит нас потреблять, жить моментом, но это жизненно важные вещи, особенно сейчас, пока возникают и могут развиваться возможности для реализации космической мечты.
Если вы думаете, что сфера космоса — нечто совершенно далекое от вас, может быть, в Силиконовой долине или на Байконуре, вы удивитесь, узнав, что у нас есть частная космонавтика, и ей занимаются люди, далекие от Илона Маска и Роскосмоса, но близкие к нам. Это энтузиасты из разных уголков России и мира, которые уже сейчас делают маленькие шаги, которые могут в недалеком будущем сыграть очень важную роль в осуществлении межпланетных перелетов.
По просьбе Дискурса поэт Ростислав Амелин поговорил с космическим визионером Александром Шаенко, основателем сообщества «Твой сектор космоса», известного запуском в космос «Маяка» — первого российского спутника, созданного руками энтузиастов. Цель сообщества — предоставить всем желающим возможность для общения, обмена идеями и реализации проектов, пусть небольших, но приближающих нас к созданию «корабля поколений». Сейчас «Твой сектор космоса» открыл общественный сбор средств на создание инновационного фотобиореактора, который позволит дышать в условиях космоса длительное время. О сообществе энтузиастов космонавтики и их новом проекте — в беседе поэта и инженера.
— Как вы занялись космонавтикой?
В детстве я жил на Дальнем Востоке в семье военнослужащего. Мой отец служил в космических войсках, на управлении полетами космических станций. Мне это было очень интересно: космонавтика была не чем-то абстрактным, а абсолютно реальным. Мне тоже захотелось этим заниматься.
Я пошел учиться в Бауманку на кафедру космической техники, затем в аспирантуру в Физический институт им. П. Н. Лебедева, защитился в МИРЭА и стал кандидатом технических наук. В команде «Селеноход» единственном российском участнике конкурса Google Lunar X-PRIZE был главным конструктором, еще занимался прочностью, теплообменом и испытаниями в частной российской компании Dauria Aerospace. С ними мы в 2014 году запустили спутник DX1. Он стал вторым российским частным спутником. Первым был «Аврора» компании «Спутникс», они его на три недели раньше запустили.
В конце работы в Dauria я стал заниматься популяризацией космонавтики: проводил лекции, встречи, поездки, экскурсии. Мы доказали, что люди, которые не имеют глубокого понимания космонавтики, могут ей заниматься: создали спутник «Маяк» и запустили его на орбиту в прошлом году.
— Какие вы видите перспективы частной космонавтики? Приблизит ли это нас к полетам в космос, или мы все еще должны искать государственную поддержку и крупномасштабные проекты, в которых гораздо больше денег и ресурсов?
Я считаю, что будущее проектов про дальний космос все-таки за частными компаниями. У них есть мотивация эту задачу решить. Она у всех разная: некоторые пытаются заработать денег, но есть компании, которые ставят перед собой большую цель, чтобы люди летали в дальний космос. Например, SpaceX…
— Кстати, о SpaceX. Недавно приезжал Стив Возняк, который в интервью сказал, что все давно понимают, что ни в какой космос мы не полетим никогда. Что все это несерьезно. С другой стороны, Илон Маск сейчас запускает ракеты в космос. Люди, которые могли бы интересоваться космосом, находятся в предубеждении, что даже если мы создадим автономные кислородные фотобиореакторы, мы не сможем противостоять солнечной радиации в течение года, чтобы долететь хотя бы до Марса.
Здесь нет универсального ответа. Есть люди, которые почему-то хотят в космос, для них это — цель. Они считают возможным тратить свои время и деньги, отдать силу своего разума и сердца для того, чтобы что-то сделать. Есть люди, которые так не считают. Нет ответа универсального, который мог бы сказать: «Знаете, бабушка из Саратова, вам нужно в космос». Нет ответа, который бы убедил всех, что им это нужно. Но есть люди, которые эту цель преследуют, и они ищут способы преодолеть любые ограничения. Автономность систем, радиация — это не фундаментальные физические проблемы, это те ограничения, которые человек способен преодолеть. Их можно решить. И, в принципе, понятно, какими средствами. Люди, которые мотивированы и считают, что это их цель, эту цель достигнут.
— А что касается конкретно вашего нового проекта: это фотобиореактор, то есть он работает на том, что автономная колония водорослей перерабатывает углекислый газ и производит кислород. Почему вы решили его разработать?
В земной биосфере есть автотрофы — существа, которые синтезируют органику из неорганики. Это бактерии, водоросли. Они являются первичным звеном в пищевой цепочке. Все последующие звенья их едят и перерабатывают. И мы хотим создать первичное звено. Совершенно необязательно, что наша система будет состоять только из водорослей и человека, скорее всего она будет состоять из нескольких звеньев. Но все-таки первичным источником всех веществ мы планируем сделать водоросли, потому что это компактнее, устойчивее и энергоэффективнее, чем растения, которые сейчас активно используются.
— То есть этого не было раньше?
Нет, раньше спектр излучения источников не совпадал со спектром поглощения хлореллы. Большая часть энергии уходила в никуда. Мы разрабатываем более оптимизированные источники излучения — и это есть первичная инновация. Это стало возможным с появлением светодиодов: в последние 10 лет появились светодиоды, излучающие в синей области спектра, с большой светоотдачей, и, построив систему получения культуры водорослей на таких источниках, можно существенно выиграть в области энергоэффективности.
— Что вы знаете о других аналогичных проектах? Подобные опыты проводятся уже давно, наверняка в других странах есть подобные проекты.
Да, разумеется. Насколько мне известно, такими экспериментами занимаются страны, желающие заниматься космонавтикой — европейцы, китайцы, американцы, японцы. Но у них все это больше пошло в область высших растений. Например, они выращивают салат, томаты, пшеницу. Высшие растения лучше усваиваются, человеческий организм к ним больше предрасположен, но, в целом, есть некоторые недостатки. Лучше строить систему многозвенную. По нашему мнению, наиболее простым и логичным звеном являются микроводоросли. У них каждая клетка является продуцентом полезных веществ, каждая клетка является генератором кислорода, в то время как у высших растений есть стебли, корни и другие части растения, которые не вырабатывают кислород непосредственно и непригодны в пищу.
— Насколько я понимаю, ваш фотобиореактор ориентирован на решение более утопических задач, т.е на более долгое время полетов, чем год.
В целом, у всех есть желание сделать систему полностью замкнутой, чтобы растения вырастали на орбите, давали семена, засеивали сами оранжереи. И в нашем случае, и в области микроводорослей, и в области растений — хочется замкнуть круг, сделать отдельную независимую версию биосферы.
— А есть ли уже точные реальные эксперименты, как на МКС вырастили определенные сорта, получили семена?
Да. Мне кажется для нас очень полезным и важным, что коллеги из ИМБП, занимающиеся такими проектами, сейчас нас консультируют.
— Каким образом выстраивается перспектива? Что последует за этим проектом? Соберется ли из этого целая система?
Мы и наши коллеги из ИМБП, которые занимаются этим дольше нас, считаем, что без таких систем дальние полеты и освоение планет невозможны в принципе. Невозможно возить кислород с Земли. Нужно его создавать, перерабатывать, чтобы был полный цикл. Поэтому при появлении проектов, которые будут действительно направлены на освоение чего-то дальнего, это совершенно точно будет востребовано.
Если говорить про всю картинку целиком, то в нашем случае невозможно охватить все направления сразу, необходимые для дальних полетов — способы защиты от радиации, новые виды топлива, новые виды энергии. Это очень широкое поле, и мы не можем нашим коллективом заниматься сразу всем.
— Для людей, которые не очень понимают, как вообще возможна автономная система: можете рассказать простыми словами, как это работает?
Наша планета — это большой космический корабль, на котором живет экипаж из многих миллиардов существ: из людей, животных, микробов… Вот тут мы, живущие, помогающие, мешающие друг другу, существуем на корабле многие миллиарды лет. Имея опыт жизни на таком космическом корабле, мы пытаемся построить на нашем собственном маленьком отдельном космическом корабле такую же маленькую версию. Такая довольно простая идея.
— Кому этот прибор позволит дышать и как долго? Сколько таких приборов нужно, чтобы иметь станцию на Луне?
Протип нашего прибора уже доказал принципиальную возможность выращивания микроводорослей на светодиодах. Это его главное достижение. Однако его удельные показатели пока очень низкие. На нем можно выращивать даже не мышку, а маленького тараканчика, что-то совсем небольшое. Мы стараемся сделать так, чтобы наша следующая установка была более энергоэффективной. У нас уже есть спектр излучения, и мы пытаемся сделать так, чтобы каждый вложенный в установку ватт производил больше кислорода, биомассы и лучше усваивал CO2.
— Конкретно этот пробор вы пока еще не использовали? Ни собак, ни мышей?..
Нет, он был создан просто как демонстратор того, что можно выращивать хлореллу на светодиодах. Вот следующий мы собираемся испытывать с человеком.
— Как я понимаю, вам для этого нужно повысить КПД. В чем сложности с определением спектра?
Известно, какие длины волн эти микроводоросли лучше всего поглощают. Мы провели свои эксперименты, подтвердили — узнали на практике, какие длины волн нужны. Но тут возникает проблема не научного уровня, а прикладного-инженерного: какие должны быть конкретные виды светодиодов, какие должны быть схемы питания, какой должна быть конструкция сосуда с хлореллой, так чтобы излучение диодов лучшим образом усваивалось. И все это — не большая наука: не на фундаментальном уровне, а на прикладном. Это как раз те приложения, которые мы пытаемся прощупать и на практике реализовать.
И это действительно очень важно, потому что, чтобы заниматься фундаментальной наукой, нужны, конечно, гигантские вложения, а это — техническая задача, которая имеет решение и большое прикладное значение не только в космосе, но и на Земле, что тоже очень важно.
— Хлореллы питаются светом из светодиодов, но им ведь необходима и минеральная основа.
Как это происходит в нашей большой биосфере: у нас есть существа, которые продуцируют органику, и которые ее поедают. И то, что получается в виде отходов поедания хлореллы (хлорелла съедобна) — продукты жизнедеятельности — попадает обратно в среду, образуя почву.
В том и идея, что все время, пока существует Земля, она почти не обменивается веществами с внешним миром. Земля — это как раз такое место, где осуществляется круговорот.
— Это устройство уже предполагает режимы культивации, или они возникнут по мере надобности?
Задача реактора — эти режимы культивации исследовать. Это даже не столько прототип реактора, это будет то место, где мы будем исследовать, как правильно их выращивать.
— Эти исследования помогут собрать какой-то эталонный агрегат?
Да. Мы считаем, что он будет даже проще и дешевле, потому что в нем будет меньше датчиков. Сейчас мы находимся в стадии исследования, как делать правильно.
— Если у него есть применение на Земле, то это компромисс, который может способствовать интересу к проекту, потому что, если мы прямо сейчас не полетим в космос, нам надо с этим агрегатом что-то 20-30 лет делать. Как я понимаю, такой агрегат можно использовать не только в бедных странах или местах с плохой экологией, но можно поставить и себе домой. Сейчас же в моде, например, ионизаторы воздуха. Почему бы не сделать себе такой кислородный агрегат? Ты приходишь домой, включаешь его и дышишь свежим кислородом, улучшается настроение.
Мы про это тоже думали, про самые разные возможные
— То есть этими устройствами можно оснастить очистительные сооружения?
Да. Есть еще огромное количество возможных приложений. Например, можно использовать продукт синтеза этих реакторов, то есть, микроводоросли, как сырье для последующего биосинтеза при переработке топлива, спиртов. Это тоже полезно на Земле.
— Как такие агрегаты работают в условиях разреженного воздуха? Можно его брать в горы или в шахты, туда, где может случиться обвал и люди могут задохнуться? Почему бы не брать такой агрегат в экспедиции, чтобы включать его при необходимости?
Конечная цель всего нашего проекта — сделать его максимально компактным и энергоэффективным. Дело в том, что в космосе всегда есть очень большое ограничение по ресурсам. Спутники обычно небольшие и сложно устроенные, поэтому и хочется сделать наши установки компактными, мало потребляющими энергии и легкими.
В принципе, такие же задачи возникают и на Земле, но здесь мы ограничены другими рамками. Например, человек не может носить 100 кг. Зато может легко носить 10. И если вы сделаете штуку, которая будет весить 50, она для человека просто неприменима. Он не может ее взять с собой. Есть подобные ограничения и с подводными лодками. Вы тоже не можете сделать систему, которая будет занимать половину подводной лодки.
И с точки зрения земного применения: если домашний реактор будет объемом 45 литров — это полное замыкание по воде и воздуху. В первую очередь по воздуху. То есть, закупориваешь все окна и живешь только на этом реакторе. Но чаще всего для дома тебе это не нужно, у тебя кислорода и так достаточно — он с улицы приходит. А вот очистить воздух — это важно. И тут уже для очистки помещения нужен объем не 45 литров, а значительно меньше.
— А что касается употребления в пищу, что об этом можно сказать? Как это работает? То есть мы берем излишек хлореллы и делаем из него салат или суп?
Если говорить про хлореллу, то для очистки и переработки воздуха и воды она хороша тем, что окружена довольно плотной оболочкой. Эта оболочка защищает ее от внешних воздействий, поэтому она просто относится к изменениям среды, ей это не вредит.
Но с другой стороны, когда мы говорим об использовании в пищу, человеческий желудочно-кишечный тракт не заточен под переваривание плотных оболочек. Поэтому хлорелла проходит через человека непереваренной и не усваивается. Хотя внутри оболочки действительно есть много питательных веществ.
Тут есть два направления. Во-первых, можно выращивать не хлореллу. Есть более прихотливые водоросли в плане культивации, но они и менее прочные. Другое направление — это сделать так, чтобы хлорелла, которую вы получили из фотобиореактора, повредила свою оболочку, и тогда содержимое этой клетки можно было переварить.
— А вывести штамм с менее плотной оболочкой?
Если говорить про выведение штамма — там открывается целая бездна. По идее, можно — если уж с цветами можно сделать что угодно, почему из водорослей нельзя. Это тоже отдельное направление, только в нашем случае ключевой элемент — это эффективный способ культивации. Если будет штамм, который усваивает излучение более эффективно, чем существующий природный штамм, — это будет еще лучше. Но в первую очередь мы занимаемся тем, что пытаемся построить эффективную установку по культивации.
Мы считаем, что технологии должны быть открыты и доступны любому человеку. Было бы очень круто, если бы кто-то изобрел более эффективный ветряк, и если бы этот ветряк сразу же был доступен всем. И с хлореллой мы придерживаемся достаточно схожего процесса. Сейчас мы собираем деньги на Boomstarter, поэтому итоги работы будут общедоступны. И дальше любой человек на основе полученных данных сможет продолжить работу и сделать какое-то конкретное применение.
— Интересна себестоимость прибора. Очень хорошо, если он дешевый.
Мы оценили себестоимость нашего второго прототипа примерно в 150 тысяч рублей. Мы надеемся, что уложимся в эту сумму и сможем сделать дешевую и доступную установку.
— Расскажите про «Маяк», про сообщество, которое за ним стоит, как вы собираетесь, что обсуждаете, что делаете? Насколько сложно войти в это сообщество? Дело в том, что есть такое довольно странное, но вполне логичное предубеждение против энтузиастов, занимающихся космосом, что это сродни какой-то эзотерике. Есть сумасшедшие ученые, которые пытаются изобрести вечный двигатель, есть сумасшедшие ученые, которые пытаются улететь в космос. Как правило, это все очень закрытые компании. Что касается «Маяка» насколько это открытое объединение?
Давайте я расскажу, почему появился «Маяк». Дело в том, что когда я делал DX1, у меня было ощущение, что отсутствие большого прорыва в космонавтике связано в большей степени с тем, что люди работают без сильной мотивации. То есть, у вас есть работа, вы ее делаете много десятилетий. Заказчик — государство, и вы можете делать этот проект много-много лет, обосновывать увеличение сроков и увеличение финансирования. Государству обычно некуда деваться.
— Скорее всего, там военные цели преследуются?
Не обязательно, есть научные проекты, есть прикладные. Проблема в том, что нет драйва, который мотивировал бы людей. Гораздо меньшая проблема — отсутствие денег, отсутствие нормальных управленцев, отсутствие должного количества инженеров и образования. Как мне кажется, это все вторичные вещи по отношению к мотивации.
— Это, как правило, из-за неверия в успех, да?
Вот очень простая проблема. Вы встретили человека, который работает над космическим проектом, например, проектирует спутник к Марсу. Деньги за это получает. Но так бывает, что люди, которые этим занимаются, они в том, чтобы спутник реально полетел к Марсу, не заинтересованы. Я подумал о том, что если в космонавтике будет больше людей мотивированных, новых людей, они смогут быть более эффективными.
— Именно поэтому возникла идея дать возможность людям этим заниматься — у них уже есть эта мотивация, но они почему-то незнакомы друг с другом, у них нет необходимых ресурсов и знаний. Нам по силам им это дать. То есть познакомить друг с другом, научить их, сделать так, чтобы они могли вместе работать, дать какой-то пример, стимул для дальнейшей работы. И из этого родилась идея создать сообщество. Мы назвались «Твой сектор космоса», и ключевая идея сообщества в том, чтобы больше увлеченных людей пришло в космонавтику.
— И где это сообщество существует?
Это не храм, нет какого-то места, где мы собираемся, например, по пятницам каждую неделю. У нас есть сайт, есть группа «Вконтакте», но в целом это не какая-то строгая организация. Мы существуем уже четыре года. И за четыре года мы провели огромное количество лекций, записали обучающие онлайн-курсы по космонавтике, провели три Летних космических школы и выпустили книгу для школьников о космической технике.
— А на каких площадках и сайтах вы взаимодействуете?
Стабильно раз в неделю в Laba.space проходят космические лекции на различные темы. Про это можно узнать на сайте Laba и на сайте сообщества. Участники нашего сообщества сами регулярно организуют лекции и экскурсии, про это тоже можно почитать на сайте. Я, например, четыре года подряд организовываю летнюю космическую школу. Толпа людей собирается на базе в районе Москвы, куда приезжают очень крутые люди из космонавтики. Помимо обучения и популяризации космонавтики мы преследуем мета-цель: добиться того, чтобы люди, желающие этим заниматься, знакомились и формировали сообщество.
— Есть идея, которая очень важна для освоения космоса: это корабль поколений. Для него потребуются не только фотобиореакторы, но и многие другие разработки. Наверняка, если ваш проект существует уже четыре года, есть какие-то идеи, которые уже сейчас можно реализовать.
Мы смотрим на космонавтику шире. В ней есть множество разных вещей, которые не связаны напрямую с этим течением. Мы считаем, что нам под силу реализовать проект, связанный с биологией. Есть ребята, которые считают, что для них важно — и это лично их мотивация — чтобы больше людей пришло в космонавтику, и они занимаются популяризацией. Есть ребята, которые проводили с детьми конкурс рисунков. Ребята, которые издавали книги про космонавтику. Это не какое-то ежегодное заседание, на котором собираются старые дедушки и говорят: «Мы будем делать корабль», — и все начинают делать. Это люди, которые что-то хотят делать, они знакомятся с другими такими людьми, кооперируются и вместе делают какие-то проекты, которые интересны лично им.
— А что касается людей, которые действительно заинтересуются этим проектом и не только захотят его поддержать, но и участвовать в нем? Как такому человеку «с улицы» прийти и что-то с вами делать? Если у вас тут по субботам и пятницам лекции, то когда проходят мастер-классы?
У нас есть известные средства связи: социальные сети, почты, телефоны, и далеко не все наши виды деятельности требуют физического присутствия. Идея в том, что у нас нет собраний всего проекта, где все выступают и озвучивают результаты. Это все-таки нетворкинг, это общение онлайн. У нас есть ребята, которых я не видел никогда в жизни. Это сообщество людей, которые движутся в одну сторону, у которых есть общая цель. Есть ребята в Эдинбурге, они хотят у себя сделать такой же фотобиореактор. И они пишут нам. Поэтому, если люди, услышав о нас благодаря «Дискурсу», заинтересуются, им просто надо написать, что они умеют и чего хотят. У нас есть публичный чат в Telegram, очень ждем всех там, постараемся ответить на вопросы.
