Небольшие гидропонные системы с ограниченным набором растений в космосе — наше настоящее. Космические огороды, фермы и сады — наше будущее.
Осваивая космос, человечество решало проблемы выращивания растительных культур в условиях невесомости. Одними из первых на околоземной орбите начались эксперименты по культивированию растений.
Конус Циолковского и проблема космического аппетита
Первым задумался о космическом растениеводстве великий русский ученый Константин Циолковский. За много лет до полета человека в космос он говорил о возможности выращивания растительных культур в невесомости. Растения станут основным источником питания человека, поддержания и очищения воздуха на космических кораблях. В своей книге «Цели звездоплавания» ученый описал микроклиматическую систему жизнеобеспечения для людей и растений в форме конуса с окнами-отверстиями, через которые внутрь капсулы поступает солнечный свет.
Интересно, что Циолковский предсказал и описал реальную проблему, с которой десятилетия спустя столкнулись космонавты. За время полета они часто — и на первый взгляд необъяснимо — теряли вес. Оказалось, причина лежит на поверхности: у них просто-напросто не было аппетита. А ведь Константин Эдуардович предупреждал: однообразная консервированная пища не способствует здоровому аппетиту, и космонавты начинают есть только для поддержания сил. Поэтому растения должны и будут сопровождать человека в его покорении Вселенной.
Растения-первопроходцы и луковица как награда
Первым растением, которое побывало в космосе и вернулось обратно, стала кукуруза. Летом 1946 года семена этой культуры облетели земной шар на ракете «Фау-2», собранной в США из трофейных запчастей.
В 1960 году вместе с собаками Белкой и Стрелкой на «Спутнике» в космос отправились водоросли одноклеточной хлореллы, традесканции, семена кукурузы, пшеницы, лука, сладкого горошка.
В 1974 году на орбитальную станцию «Салют-4» была доставлена небольшая гидропонная установка «Оазис» для культивирования растений в условиях невесомости. Вместо субстрата для прорастания семян гороха использовали влажную марлю. Питание поступало в кюветы капельным путем. Горошины проклюнулись и дали ростки, которые выросли до взрослых стеблей. Георгий Гречко позднее говорил, что это был один из интереснейших экспериментов в его полете. Надо думать, что и интересных эмоций космонавт получил предостаточно, когда гонялся по станции с салфетками за огромными каплями воды, выплывавшими из установки, и чуть было не загубил весь эксперимент, перепутав вершки с корешками. Но все закончилось благополучно, хотя из 36 зерен гороха взошли только три.
Первым растением, выращенным и съеденным в космосе, стал лук. В 1978 году космонавты Владимир Ковалёнок и Александр Иванченков докладывали: «Вот хорошо поработали. Может быть, теперь нам в награду и луковицу разрешат съесть». Стоит отметить, космонавты немного лукавили: несколько стрелок зеленого лука, как выяснилось потом, они съели, не спрашивая никакого разрешения.
Эти первые эксперименты открыли дорогу новым исследованиям. Космонавты боролись с нежеланием растений цвести, помогали им справится с невесомостью, занимались опылением. В 1982 году Анатолий Березовой и Валентин Лебедев любовались крошечными белыми цветочками арабидопсиса в микрооранжерее «Фитон-3». Арабидопсис стал первым растением, которое зацвело в условиях невесомости и позднее дало семена.
В 1990-х на станции «Мир» была установлена гидропонная оранжерейная система «Свет». На протяжении нескольких лет в оранжерее было проведено шесть экспериментов. Цель — получить семена в космосе, прорастить, из рассады довести растение до взрослого состояния. Для эксперимента взяли гибридные семена дикой капусты. Космонавтам удалось получить семена второго поколения и вырастить растения.
В настоящее время на международной космической станции культивируют сою, ячмень, горох, кукурузу, редис, картофель, пшеницу карликовых сортов. Недавно мы писали о выращенном на МКС перце чили. На орбите российские космонавты вывели уникальный вид космического хлопчатника. Длина полезного волокна достигает 20 сантиметров. Китайским астронавтам удалось вырастить картофель, рапс, хлопок. А сейчас на околоземной орбите приступили к выращиванию нута.
Зацветут ли яблони на Марсе?
Таким образом, уже многие годы высоко-высоко над Землей компанию космонавтам составляют растения. Конечно, до того времени, когда покорители космоса смогут пожарить себе на ужин собственноручно выращенную картошку, еще далеко, но похрустеть зеленым листом салата или редиской с «космической грядки» можно уже сейчас. За этими результатами стоит труд тысяч ученых на Земле и кропотливая ежедневная работа космонавтов на МКС. Но проблемы космического фермерства не ограничиваются возделыванием культур на околоземной орбите.
Мы уже знаем, что семена растений, побывавших в космосе, вполне пригодны для дальнейшего выращивания их на Земле. В 1972 году около 500 семян сосны, пихты, секвойи, платана и ликвидамбара облетели Луну вместе с членом команды «Аполлон-14» и вернулись на Землю. Деревья, успешно выросшие позднее из этих семян, неотличимы от своих земных собратьев. Но для колонизации близких к Земле планет человечеству нужно научится выращивать растения на чужеродных почвах. Пробные исследования уже ведутся. В 2013 году ученые из Нидерландов выращивали томаты, рожь, морковь и несколько других культур на имитации грунтов с других планет. При этом в «лунной» почве семена прорастали плохо, растения получались небольшими и болезненными. А вот «марсианский» грунт пришелся растениям по вкусу, они выросли не хуже, чем на земном.
Как видите, технологии космического растениеводства непрерывно совершенствуются, на смену одним системам приходят более современные, расширяется круг культивируемых растений, проводятся научные исследования и эксперименты. И пусть до яблоневых садов на Марсе еще долгий-долгий пусть, но уверенность в том, что они будут, у нас есть.
С Днем космонавтики, дорогие друзья!
