Земное растение впервые зацвело в космосе 40 лет назад, но до яблонь на Марсе человечеству еще очень далеко. Почему все так сложно?
Будущее пилотируемых миссий к другим планетам без умения выращивать в условиях космоса съедобные растения — под большим вопросом. Зеленый ресурс необходим не только в качестве источника пищи, но и для производства кислорода. Ученые из разных стран давно проводят эксперименты, но, хотя уже есть первые результаты, об успехе говорить рано.
Зелень выходит на орбиту
Огород особого назначения
Первым растением, выращенным в космосе, стала резуховидка Таля, названная в честь немецкого врача и ботаника Иоганна Таля. Это произошло в 1982 году на борту советской станции «Салют‑7». Выбрали резуховидку неслучайно: неприхотливое капустоцветное имеет короткий цикл развития и небольшой по размеру геном. Наблюдать за тем, как растет, зреет и погибает растение и какие наследственные признаки оно передает следующему поколению, легко из-за достаточно сжатых сроков. А еще его можно «научить», например, изменять цвет, если в почве есть особые компоненты.
С тех пор орбитальные огородники вырастили массу разных растений. И выявили, что с урожаями в космосе все не так просто: мешают микрогравитация, нарушение теплообмена и радиация. А в случае с колонизацией новых миров появляется еще один риск — неизведанная почва неизведанных планет. Мало ли что там вообще может расти и можно ли это будет есть людям?
Выход — выращивать растения без почвы в специальных установках методами гидро- и аэропоники. Одно из таких устройств — Veggie* — было разработано Космическим центром Кеннеди (США). Его доставили на МКС в 2014 году — хотели доработать в условиях настоящего космоса. Правда, первый урожай выращенного там салата в полном составе отправили на Землю для подробного изучения. Отведать орбитального латука астронавтам удалось только спустя год.
А еще космические огороды помогают избавиться от стресса.
Например, астронавту Дону Петтиту так нравилось выращивать зелень на МКС, что он начал вести дневник от лица космического цукини: «Я утилитарный здоровый растительный материал, который может процветать в суровых условиях. Я кабачок, и я в космосе».
Конец XX века ознаменовался громким стартом и не менее громким провалом эксперимента «Биосфера‑2». Американский миллиардер Эдвард Басс и инженер-эколог Джон Аллен построили в аризонской пустыне огромную лабораторию. Она должна была имитировать марсианские условия жизни. В сентябре 1991 года первая команда добровольцев — 4 мужчины и 4 женщины — закрылась в искусственной экосистеме на целых два года. С внешним миром они общались только через компьютер. Разумеется, все ради науки.
Пространство лаборатории делилось на 7 основных сред обитания, включая «тропики», «пустыню», «океан», а еще «огороды». На территорию заселили около 4 тысяч видов растений и животных. Экосистема должна была сама себя обеспечивать. Однако что-то пошло не так.
Результаты подобных экспериментов помогают отбирать самые жизнеспособные сорта. Это пригодится и для земных регионов с неблагоприятным климатом, и для будущих путешествий к другим планетам.
Первой сломалась «пустыня»: под крышей начал собираться конденсат, который регулярно орошал пески. Потом стали гибнуть кораллы в «океане». В «тропиках» стремительно размножались насекомые и микроорганизмы и на протяжении всего эксперимента падала концентрация кислорода в воздухе. В итоге ученым пришлось нарушить условия — подключить лабораторию к подаче кислорода и поставлять продукты питания. Но главной причиной провала оказались люди: команда быстро распалась на 2 лагеря, которые довольно жестко конфликтовали друг с другом. От стычек не уберегла даже угроза их «существованию», пусть и в проекте, а не в жизни.
А 2015 году в прокат вышел фильм «Марсианин» (The Martian, 16+), снятый по мотивам романа Энди Вейера. Тогда научную сторону картины не обсуждал только ленивый. По сюжету главный герой, волею случая оставленный на Красной планете, постарался там выжить. Его выручили находчивость и построенная с ее помощью теплица: ботанику удалось вырастить картофель.
«Лунная гонка» стартовала еще в 1960-х годах. Уже тогда она показала, что космос — это, ко всему прочему, еще и неприлично дорого. Амбициозные проекты СССР и США по развертыванию лунных баз остались на бумаге, и все порывы остыли на несколько десятилетий. Пока в начале XXI века на южном полюсе Луны не обнаружились запасы воды. Сейчас собственные программы по освоению спутника имеют несколько держав, включая Россию, США, КНР и Евросоюз.
И важный пункт в программах по освоению Луны — возможность выращивать там урожай. Так, в 2013 году ученые из Вагенингенского университета (Нидерланды) при участии НАСА начали эксперимент по выращиванию овощных культур в почвах, максимально схожих с лунной и марсианской. Были опасения, что горох, редис, томаты и остальные образцы будут несъедобными из-за тяжелых металлов, содержащихся в грунтах, однако результат оказался потрясающим: вредных веществ было не больше допустимой нормы.
А в начале 2019 года первое растение взошло на обратной стороне самой Луны. Это был хлопок, доставленный китайской автоматической станцией «Чанъэ‑4». Росток появился в специальном контейнере с почвой, водой, воздухом и прожил целых 9 суток — до наступления лунной ночи, когда температура на поверхности спутника падает до –150 °C. Вместе с хлопком в контейнере находились семена картофеля, рапса и резуховидки Таля, но им взойти так и не удалось. Ученые сделали выводы, что особых препятствий для получения урожая на Луне нет: нужно просто создать все необходимые условия.
Во вселенной из цикла романов «Пространство» (The Expanse, 16+) от Джеймса Кори роль главного огорода Солнечной системы играл спутник Юпитера — Ганимед. В нашей реальности это основной кандидат на колонизацию. Только у него есть магнитосфера, необходимая для отражения радиации.
Хотя до сбора урожаев на других планетах еще далеко, потренироваться в микросельском хозяйстве и развить свои навыки огородничества хотя бы на подоконнике или кухонном столе может каждый: в наших супермаркетах есть самые разные наборы для этого. Пожалуй, стоит начать уже осенью: это интересно, полезно для разнообразия собственного меню, да и в будущем может пригодиться. Ведь космос становится ближе.
