Математическое моделирование и вычислительная имитация модуля биологической системы жизнеобеспечения 2/2. Верификация модели и сценарные расчеты

Abstract

According to experimental data a dynamic model of biological life support system (BLSS) module was verified. The soil-like substrate (SLS) lies in the basis of this BLSS. The module was designed for requirements of 1/30 of a virtually present human; it involves higher plants, unit for vegetable wastes processing and gas exchange for carbon dioxide and oxygen. Application of the model helped in estimation of variants of system functioning at optimal and non-optimal modes of illumination and according to the number of age groups in the phytoblock. The alternatives of system development at death of a part or the whole wheat phytomass have been demonstrated, the degree of biotic turnover closedness for C and N in different methods of system mass exchange organization has been estimated. BLSS with SLS exceed the system with physico-chemical method of matter oxidation by the degree of matter turnover closedness. From this viewpoint, SLS based experimental module can become the prototype of new generation BLSS with more high closedness of internal matter turnover.

По экспериментальным данным верифицирована динамическая модель модуля биологической системы жизнеобеспечения (БСЖО). В основе БСЖО использование почвоподобного субстрата (ППС). Модуль включает высшие растения, блок переработки растительных отходов, газообмен по углекислому газу и кислороду, и по массо-газообмену рассчитан на условное присутствие 1/30 доли человека. При помощи модели оценены варианты функционирования системы при неоптимальном и оптимальном режимах освещенности и по количеству возрастов в фитоблоке, продемонстрированы варианты развития системы для такой критической ситуации как гибель части или всей фитомассы пшеницы, оценена степень замкнутости биотического круговорота по С и N для различных способов организации массооборота системы. БСЖО с ППС по степени замкнутости круговорота вещества имеет преимущество перед системой с физико-химическим способом окисления вещества. В этом смысле экспериментальный модуль (на основе ППС) может послужить прообразом в создании нового поколения БСЖО с повышенным замыканием внутреннего круговорота вещества.