Сегодня у нас крайне необычная тема для разговора. Наверняка кто-то из Роскосмоса тоже читает сайт «Ботаничка», опрыскивая листья калатеи и меняя грунт у комнатных роз, мечтая, что когда-то можно будет делать всё это на орбитальной станции. Далекое будущее покажется не таким уж далёким: растения уже выращивают за пределами Земли. И более того, делают это очень давно.
Зачем растения в космосе?
Космос это не просто площадка для дорогостоящих научных экспериментов, это следующий рубеж на пути человечества. Пусть звучит и пафосно, но преодолеть его не так легко, как может казаться. Мы можем лишь подозревать о трудностях, с которыми сталкиваются астронавты, просто стыкуясь с МКС. Каждый полет человека в космос это долгое и рискованное путешествие, чтобы шаг за шагом осваивать одну из самых враждебных сред.
За пределами Земли нет плодородного чернозёма, либо вакуум, либо безжизненные планеты, вроде Марса или Венеры. А ведь человеку нужно что-то есть. Да, можно обеспечить себя годовыми запасами пайков на исследовательские миссии, но что, если этого будет недостаточно? И вдруг люди решат осваиваться в космосе, на планетах, спутниках или космических станциях?
Бывают и более приземленные ситуации, например, вас отрезало от цивилизации по каким-то причинам. Что делать расскажет наша статья: Как выжить на даче без связи с цивилизацией?
Марк Уотни, главный герой научно-фантастического романа «Марсианин» был вынужден создать герметичную теплицу из модулей научно-исследовательской лаборатории, построить самодельный выпариватель с использованием радиоактивного обогревателя — чтобы просто вырастить картошку. На Марсе не найти подходящий участок для засеивания и не создать сад камней. Чтобы углубиться дальше в космос, людям потребуется решить проблему воспроизводства пищи и других полезных материалов.
Как выращиваются растения сейчас?
Уже сейчас NASA вместе с дорогостоящим оборудованием отправляет вместе с астронавтами растения разного назначения, в том числе с растительными белками или богатыми витаминами, например C. Проблема та же, что и у мореходов древности — без витаминов человеческий организм не выдержит колоссальных нагрузок, но вместо открытого моря перед ними открытый космос.
На МКС расположен экспериментальный космический сад «Veggie», где устроили компактную систему выращивания овощей и фруктов. Размером она с чемоданчик, вмещает всего 6 растений, а вместо обычного грунта в ней находится прослойка из питательного субстрата, в его основе глина и удобрения. Растения растут в условиях невесомости и используют для ориентира свет от специальных светодиодных ламп.
Есть и другой модуль, названный «APH» или «Advanced Planet Habitat», специальная камера для выращивания растений на борту всё той же МКС. Технология сложнее и почти не требует участия астронавта, благодаря автоматизации многих процессов.
Принцип тот же: глиняный пористый субстрат и светодиодные лампы обеспечивают выращивание сеянцев, разве что камера закрыта. Контроль и управление осуществляются за счет 180 датчиков и камер, а также систем автоматической подачи воды, воздуха и подкормок к корням растений.
Российская система, настоящий ботанический сад «Лада-2», к сожалению, уже не будет реализован: космический грузовик «Прогресс МС-04» вместе со всей оранжереей был уничтожен в результате аварии.
И всё же у выращивания растений в космосе не просто есть будущее — это реализуемый и контролируемый процесс. И сейчас мы посмотрим на то, что уже успели вырастить.
Питательные растения в космосе
Их немало! Несколько видов салата и капусты, плодовые и злаковые — в космосе отлично приживаются совершенно разные растения.
Лук
Речь идёт о зелёном луке, одной из главных приправ. Ещё в далёком 1971 году на советской пилотируемой орбитальной станции «Салют 1» провели первый эксперимент по выращиванию лука. Гидропонная система называлась «Оазис 1», она использовала вместо грунта влажную марлю. Питание шло капельками прямо в кюветы. Система была ещё далека от идеала, а растения выращивались скорее для наблюдения за биологическими процессами.
Через несколько лет гидропонную систему улучшили. Первый раз космонавты попробовали урожай свежего лука в 1974 году, когда тот вырос до 20 см в новой системе «Оазис 1М». Новые эксперименты проводили на станциях «Салют 4», а также в 1978 году на станции «Салют 6».
Горох
Многие источники отмечают, что впервые в космосе вырастили именно горох, а не лук! И не просто так: результаты эксперимента 1971 года не слишком подробные, и успех выращивания не подтверждён, а сама станция уже через несколько лет была списана. Всё омрачается трагичной историей посадки на Землю команды этой станции: при снижении случилась неисправность в клапане выравнивания давления, и астронавтов нашли погибшими в приземлившемся аппарате. После этого станцию списали.
Это ещё раз показало, как непредсказуемы и опасны космические полёты, и потому нужно быть готовыми ко всему. Поэтому эксперименты и полеты продолжили. Горох впервые вырастили в усовершенствованной системе «Оазис 1М» на станции «Салют 4», хотя и не стали пробовать. В этом аспекте луку досталась вся слава. Благодаря эксперименту, Георгий Гречко, астронавт, который отвечал за ход исследования, выяснил о проблеме снабжения водой. Её пришлось собирать по станции салфетками, ведь капли просто парили в воздухе.
Именно в результате эксперимента выяснили, что только с помощью светодиодов можно нормализовать рост растений. В поисках источниках света в невесомости растения не могли определить вектор роста, и пришлось задать его вручную. Кстати, за съедение результатов эксперимента центр управления отругал космонавтов! Наша редакция не согласна: это была важный и вкусный этап практического применения плодов по назначению.
Шпинат
Здоровый образ жизни невозможен без шпината. Космонавты — самые здоровые люди планеты и очень странно, что они решились выращивать шпинат только к 2002 году. Пробы шпината не провели, так как на Международной Космической Станции до 2015 года урожай не пробовали. Сейчас шпинат выращивают в рамках эксперимента «Veggie» как часть рациона для затяжных космических полётов. Плюсы шпината в том, что он неприхотлив и быстро растёт, а ещё богат полезными веществами и крайне питательный.
Томаты
Куда без них! Первые томаты выращивали на МКС с 2002 года — тогда и начались первые эксперименты на международной космической станции по выращиванию. Однако самые свежие открытия были сделаны относительно недавно. Например, в 2023 году урожай томатов успешно отправился на Землю и оказался съедобным.
При этом астронавтам ещё и поставляют свежие томаты в качестве источника питания, например, в 2013 году партия прибыла вместе с другими грузами. Овощи давно стали привычной частью рациона космических исследователей. Не всё же тюбики есть!
К сожалению, случаются и неудачи. Американский астронавт Фрэнк Рубио однажды потерял помидор. Да, это правда смешно звучит, однако всё-таки это результат научного эксперимента: помидор полностью вырастили и собрали на МКС не для отправки на Землю, а как часть рациона астронавтов. Космическое путешествие Фрэнка Рубио длилось 370 дней — рекордный срок, и пребывание на МКС омрачилось 20-часовыми поисками помидора. К сожалению, безуспешными. Бедный плод нашли спустя 8 месяцев, но уже другой экипаж. В космосе нельзя быть невнимательным.
Цуккини
Ещё одним заметным прорывом было цуккини. Вырастили его в 2012 году на МКС. Сеянцы выращивались в специальном питательном растворе с использованием аэропоники. В качестве среды переноса служила вода в виде мелкодисперсного тумана. Аэропоника позволила сократить объем используемой воды. Существует целый блок Дональда Петтита о выращивании космического цуккини.
Декоративные растения
Вы удивитесь, но астронавты любят не только выращивать марсианскую картошку, поливать редиску на МКС и терять томаты. Не меньше внимания уделяется и декоративным растениям. Уход и выращивание комнатных цветов куда сложнее, чем за неприхотливым шпинатом. Тем не менее, есть и здесь свои прорывы.
Каланхоэ
Неожиданно, но это комнатное растение впервые полетело в космос вместе с советскими космонавтами на «Салют 6». Цветочек стал настоящим спасением для астронавтов Валерия Рюмина и Владимира Ляхова. Оно помогало им справляться с депрессией и одиночеством. Растение было направлено уже созревшим, однако хорошо выдержало перелет и радовало глаз храбрых испытателей. По итогам космонавты признавались, что растение помогало им лучше освоиться и вспоминать о доме.
Подсолнух
Дональд Петтит отличился не только космическим цуккини. Он вырастил подсолнух. Это был неофициальный научный эксперимент, а личное исследование космнавта. Тем не менее, семена доставили на МКС, и с помощью проекта «Veggie» удалось вырастить несколько цветков.
Цинния
Последнее декоративное растение, выращенное в космосе — цинния. В рамках проекта «Veggie» Скотт Келли смог взрастить и ухаживать за красивым декоративным цветком на всё той же МКС. Цинния не просто прижилась, но и смогла пышно зацвести.
Это не полный перечень полезных растений, которые выращивают уже сейчас. Соя, редис, картофель, пшеница, брокколи, краснокочанная капуста, салат Драгун и красный салат ромэн — не последние эксперименты по выращиванию растений. Главное, что мы показали принцип: каждое выращенное растение в космосе — не сезонная рутина, а настоящий научный прорыв.
