Автономное производство пищи и кислорода в бункере: разведение живности, культивация растений и энергообеспечение

Гидропоника и выращивание зелени

Наиболее эффективной культурой для быстрого получения витаминов в замкнутом пространстве признан репчатый лук на перо. На практике проверена трехъярусная стеллажная гидропонная установка со следующей конфигурацией:

• На каждом ярусе располагается ванна, накрытая листом пенопласта с отверстиями под посадочные головки лука.
• Вода подается погружным насосом из нижней емкости на верхний ярус, откуда самотеком через сифоны перетекает на средний и нижний уровни. Нижний уровень воды держится на 2–3 см ниже пенопласта.
• Циркуляция регулируется механическим таймером (включение насоса примерно раз в час). После каждого яруса монтируется песчаный фильтр для защиты системы от засорения.
• Температура раствора поддерживается аквариумным термостатом.
• Освещение организуется энергосберегающими лампами синего спектра мощностью 105 Вт (светоотдача эквивалентна 525 Вт) из расчета одна лампа на 1 кв. метр стеллажа с электронным таймером.

Полный цикл выгонки пера занимает около 17 дней. Первые 10 суток лук растет в полной темноте и вытягивается, а с 11-го дня включается подсветка для набора зеленой массы. Одна луковица способна дать в среднем два полноценных урожая, после чего запас питательных веществ в ней истощается. Для других культур, таких как базилик, требуется добавление ультрафиолетового спектра. При заготовке семян следует учитывать, что гибриды первого поколения (F1) не дают полноценного потомства во второй репродукции.

Культивация микроводорослей, грибов и червей

При дефиците места и грунта альтернативой традиционному сельскому хозяйству выступают микроорганизмы и редуценты:

• Спирулина, хлорелла и ряска: содержат высокий процент полноценного растительного белка и незаменимых аминокислот. Выращиваются в емкостях при освещении от 300 Вт на 1 кв. метр (высота подвеса светильника 1–1,5 м над поверхностью). В качестве питательной среды может использоваться отстоянная моча. Перед употреблением биомассу выдерживают около недели в чистой проточной или аэрируемой компрессором подсоленной воде для нейтрализации запаха и вывода нитратов.
• Культивируемые грибы: шампиньоны выращиваются в полной темноте на компосте из навоза травоядных животных. Вешенки и опята требуют влажного изолированного помещения и стабильно плодоносят на субстрате из соломы в полиэтиленовых мешках.
• Дождевые черви: вермикультура размещается в ящике размером от 1х1 метр с землей. Субстрат поливается дважды в неделю и раз в неделю подкармливается органическими отходами жизнедеятельности, обеспечивая источник животного белка.

Разведение мясной живности и птицы

В качестве источников мяса в ограниченных объемах рассматриваются мелкие животные с высоким темпом воспроизводства:

• Хомяки и мелкие грызуны: пара способна за три месяца нарастить поголовье до полусотни особей. При кормлении сочными кормами практически не требуют отдельного поения. Критический момент — роды самки: в этот период необходим постоянный доступ к воде, иначе самка поедает потомство (обычно 5–7 детенышей). Самца на время окрола обязательно изолируют. Поголовье в 30–50 штук способно давать регулярный приток мяса.
• Крысы и мыши: размножаются до 8 раз в год. При содержании или отлове диких особей требуется жесткая термическая обработка мяса для уничтожения возбудителей инфекций. Главный риск бесконтрольного разведения — уничтожение запасов провизии, тары и кабельных трасс, так как прирост биомассы напрямую зависит от объемов съеденного корма.
• Птица и кролики: пекинские утки набирают массу до 2 кг за три месяца, но требуют значительного расхода кормов. Разведение перепелов возможно при стабильном микроклимате, однако требует обязательного наличия инкубатора.

Освещение, спектральный состав и газообмен

При культивации растений под землей необходимо учитывать биологический суточный цикл газообмена. Фотосинтез с выделением кислорода и поглощением углекислого газа идет только на свету. В темноте растения начинают поглощать кислород и выделять CO2. Нахождение людей в замкнутом непроветриваемом объеме с большим количеством зелени в ночной период без мощной принудительной вентиляции создает угрозу удушья.

Для фотобиологических процессов критичен спектр излучения:

• Синий спектр: обеспечивает вегетативный рост, плотность стебля и формирование зеленой массы.
• Красный спектр (в режиме 12/12 часов): необходим для закладки бутонов, цветения и плодоношения.

В качестве источников света рассматриваются тепличные лампы ДРЛ мощностью 300–600 Вт (патрон E40, требуют пускорегулирующей аппаратуры) либо энергоэффективные светодиодные фитоматрицы, которые существенно снижают тепловыделение и нагрузку на электросеть бункера.

Автономная генерация электроэнергии

Любая подземная агросистема требует бесперебойного энергоснабжения. Участники выделяют несколько вариантов генерации:

• МикроГЭС: оптимальный выбор при наличии рядом ручья или реки с незамерзающим глубинным стоком. Погружная или подземная установка снижает демаскирующие признаки и шум.
• Ветрогенераторы: эффективны преимущественно в прибрежных районах со стабильными ветрами. Лопасти создают сильный акустический шум и демаскируют объект, а неравномерность выработки требует буферной аккумуляторной батареи.
• Двигатель Стирлинга: может вырабатывать энергию за счет разницы температур между отапливаемым помещением (или печью) и внешней средой. Применение генератора на неодимовых магнитах упрощает конструкцию установки.