Выращивание сельхозкультур в условиях невесомости — ключ к обеспечению полноценного рациона космонавтов в долгих миссиях. Но в отсутствие гравитации обычный полив невозможен: вода не течёт, а превращается в множество пузырьков, которые не оседают и не поднимаются.
Чтобы решить эту задачу, NASA в 2021 году начала серию экспериментов по капиллярной гидропонике на борту Международной космической станции. Исследования продолжаются до сих пор. Их цель — не только организовать «космический огород», но и улучшить работу других систем, где используются жидкости, например, в топливных баках, системах охлаждения и вентиляции.
Капиллярная гидропоника — это система, в которой жидкости перемещаются за счёт капиллярных сил. Экспериментальная установка включает три тестовых модуля с регулируемыми насосами, жгутами, клапанами, шприцами и одним или двумя гидропонными каналами. Такой «водопровод» позволяет проверять, как в невесомости ведут себя газ и жидкость: каковы уровни заполнения, как работают входы и выходы, как лучше разделять пузырьки и т.д.
Большинство деталей для системы напечатали на 3D-принтере. Экипаж МКС собирает разные конфигурации прямо на борту и запускает эксперименты. Все данные фиксирует видеокамера высокой чёткости, а затем отправляет их на Землю для анализа.
Некоторые задачи уже удалось решить. В частности, усовершенствована технология пассивного полива: вода проходит через трубопровод, где отделяется от пузырьков воздуха — примерно так, как это происходит на Земле благодаря гравитации. Но в космосе эту функцию выполняют специальные элементы конструкции. Пузырьки, насыщенные кислородом, улавливаются сепаратором и направляются вверх, а чистая вода поступает к корням растений.
Чтобы адаптировать систему для разных видов растений с различной корневой системой, NASA планирует новую серию экспериментов в условиях невесомости.
