Метод конструирования такой системы достаточно прост. Известно, например, что для обеспечения полного поглощения всего углекислого газа, производящегося одним человеком, достаточно 25–40 литров суспензии (механического раствора в воде) хлореллы. Приняв этот объем за 100-процентное удовлетворение этой потребности человека, найдем количество кислорода, выделяемого указанным объемом. Оно несколько выше потребности человека в кислороде, и, значит, система будет постепенно переполняться кислородом. Белков и жиров названное количество хлореллы произведет также больше, чем нужно, а углеводов и серосодержащих аминокислот — меньше нормы… Переберем все жизненные потребности человека и посчитаем, насколько справляется система с их обеспечением. В результате получим ступенчатую диаграмму. Некоторые ее ступеньки доходят до черты «100 процентов», но большинство либо «вылезает» над ней, либо не доходит до нее. Значит, следует подумать, как срезать выступы и чем заполнить впадины. Сделать это можно либо с помощью других организмов, дополняющих хлореллу, либо — частично — с помощью заменяющих искусственных устройств.
Сейчас уже очевидно, что в далекий космос человек отправится не один и не наедине с хлореллой, а в компании с достаточно большим числом разных растений и животных. В этом путешествии, как и на Земле, жизнь человека будет тем лучше застрахована от неприятных неожиданностей, чем более разнообразен биологический состав путешествующих. Очень уж хрупка и неустойчива простейшая система «человек — хлорелла».
Важнейшая черта искусственной замкнутой экологической системы, как и естественной биосферы в целом, — безотходность. Вот что сейчас привлекает к ней внимание инженера, агронома и зоотехника.
Моделировать круговращение природы — «замыкать круг» человек научился довольно давно, с тех пор, как изобрел конвейер — бесконечную цепь или ленту, бесконечное число раз пробегающую через приводной шкив или звездочку. В 40-х годах текущего столетия он предложил конвейерную систему выращивания растений. Поточная система содержания сельскохозяйственных животных была изобретена немного раньше: первый патент на нее выдали в Шотландии в 1937 году.
Идея «животноводство на конвейере» основывается на принципах, сходных с промышленным растениеводством. Начнем с того же медленно вращающегося плоского круга, имеющего сектора: «кормление», «уход», «уборка отходов», «забой», «дезинфекция»… На его поверхности можно разместить, например, свиней или птиц, разделив их перегородками на ряд отсеков. Соединив несколько таких колец и насадив на общий вертикальный вал, получим башню-ферму…
Экономические расчеты и уже достаточно обширная практика конвейерной системы содержания животных показывают, что в большинстве случаев она слишком дорога и потому малоэффективна. Одной из причин является сложность системы приготовления и раздачи кормов, которая вынуждена сочетать полевую подсистему (в ней увязаны все машины — от плуга до кормоуборочных комбайнов) и подсистему стационарную (машины для переработки растений, их измельчения, смешивания и т. п.). Эта в значительной степени деконцентрированная система плохо согласуется с промышленной конвейерной, основывающейся на применении стационарной техники…
Второй порок промышленного животноводства — тоже в его оторванности от растениеводства. Громадная концентрация техники, энергетических средств и животных — с одной стороны, и «размазанность» производства по огромной территории — с другой. Ближайшее последствие сосредоточения скота на крупных «комплексах» — трудности с возвратом отходов на поле. Когда почти все 100 процентов жителей Земли могли называть себя крестьянами, проблемы возврата экскрементов и других отходов человека на поля не существовало. Появление городов и канализации знаменовало начало конца органической связи человек — поле. Впрочем, пока коровы помещались в маленьких примитивных коровниках, большой беды в этом не было; сохранялась другая связь: домашнее животное — поле…
Но вот коровы (а также свиньи, куры и все остальные) переселились в капитальные сооружения, которые теперь принято называть животноводческим комплексом. Появились целые города для животных… Урбанизация животноводства — это начало конца цепочки животное — почва. Теперь навоз и другие отходы чаще попадают в реки, чем на поле…
А что, если сочетать промышленное животноводство с промышленным растениеводством, что, если накрыть их одной крышей? В начале 70-х годов такая идея пришла в голову Е. Жуку — одному из научных сотрудников Всесоюзного НИИ сельхозмашиностроения. Сейчас она уже облечена в рамки проекта.