Микрозелень с видом на звёзды: как в МГУ строят космический зелёный уголок

На орбите растения буквально на вес золота. И не только потому, что в космосе зелень вырастить нелегко (хотя это, конечно, так), но ещё и потому, что они дарят экипажу то, чего просто так не привезёшь: свежий кислород, живую зелень и немного домашнего уюта.

Но как заставить растения выжить в невесомости? Как быть с нестабильной гравитацией или микробами, которые, как оказалось, просто обожают зелёные побеги?

Ответы на эти вопросы сейчас ищут учёные МГУ.

Почему это нужно?

МКС — это фактически лаборатория на орбите, где учёные проверяют, как живые организмы держатся в условиях микрогравитации. Космонавты на станции сталкиваются с кучей непривычных проблем: законы физики, к которым они привыкли, тут работают по-другому, простые вещи становятся сложными, а атмосферу на МКС не сравнить с комфортной жизнью на Земле.

Новая оранжерея от МГУ должна сразу решить несколько задач: помочь растениям приспособиться к космосу, научиться получать еду и кислород, ну и поддержать экипаж морально. Даже небольшой «зелёный уголок» может помочь справиться с чувством изоляции.

Космическим растениям здесь непросто: условия часто меняются, а, например, когда МКС пролетает через Южно-Атлантическую аномалию, уровень радиации и магнитное поле тут вообще сильно отличаются от земных.

Так что вырастить зелень на орбите — это ещё та задачка.

Кто работает над проектом?

Проект по созданию оранжереи возглавляют учёные из МГУ, а именно из Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева. Среди них — Анастасия Гросс, биолог, которая буквально живёт своей работой и обожает всё, что касается растений.

Гросс уверена: растениям в космосе быть. Как минимум, они сделают жизнь космонавтов легче, а в идеале помогут создать будущие автономные системы жизнеобеспечения для длительных миссий на Луну и Марс.

Причём учёные не просто решили запихнуть растения на орбиту, а действительно продумывают каждый этап, чтобы растениям было проще адаптироваться к новым условиям. Нужно вырастить цветок, который не видел солнца и знает только искусственный свет, а вокруг непонятное давление — задачка не из лёгких.

Учёные МГУ уверены, что если приручить растения к невесомости, они смогут выживать и в других экзотических местах, куда когда-нибудь ступит нога человека.

Устройство космической оранжереи

Оранжерея на орбите — это не привычный горшок с землёй и фиолетовой лампочкой.

Это закрытые боксы с управляемыми параметрами света, температуры, влажности и уровня углекислого газа. В условиях невесомости нельзя поливать растения привычным способом: вода не потечёт вниз, как на Земле.

Вместо этого учёные используют специальные пористые пластины из тапиоки, которые равномерно распределяют влагу и питательные вещества (та самая штука, которая плавает в бабл-ти в виде чёрных шариков).

Для космоса он (крахмал, а не чай) оказался находкой: его легко структурировать, и он не крошится, что делает его идеальным заменителем земли.

Система полива в оранжерее также уникальна: растения орошаются не водой, а специальным аэрозолем, который распределяется вокруг корней. А семена смачивают водой из шприца, чтобы дать им необходимый старт для роста.

Это, кстати, одна из уникальных черт эксперимента МГУ: благодаря тапиоке субстрат остаётся сухим, что важно в условиях невесомости, где любая крошка может стать помехой для работы оборудования.

И это только половина дела: растениям нужен свет, а на МКС со «световым днём» дела обстоят довольно сложно. Поэтому там есть лампы, которые дают нужный спектр света. Это важно, потому что растениям нужно поддерживать цикл дня и ночи, чтобы не нарушались их внутренние процессы.

А для контроля температуры и влажности используется умная система, которая мгновенно реагирует на изменения и позволяет сохранять условия стабильными.

Каждое растение в оранжерее МГУ содержится в отдельной закрытой коробке, чтобы защитить его от случайных повреждений, поддерживать температуру и влажность и дать доступ к кислороду, которым дышат сами космонавты.

Дверцы этих боксов можно свободно открывать, так что космонавты могут проводить любые манипуляции и не беспокоиться о нарушении условий. Эти мини-«теплицы» позволяют следить за развитием каждого растения и создают комфортные условия для роста.

Сейчас на МКС тоже выращивают растения, правда, совсем немного, и это совсем неприхотливые культуры — салат, редис, шпинат и зелёный лук. Он быстро растут и требуют минимального ухода (да и подкрепиться ими тоже можно, свежие витамины лишними не будут).

В новой оранжерее можно будет выращивать любые растений высотой до 30 см — это и горох, и карликовые сорта помидоров и перцев, и микрозелень.

В общем, до выращивания настоящих «космических картофелин» в духе фильма «Марсианин» пока далеко, но даже маленький горшок с салатом — уже огромный шаг вперёд.

Не только еда

А вот учёные видят в зелени больше, чем просто еду. Ещё на Земле было доказано, что уход за растениями помогает бороться со стрессом, а наблюдение за их ростом улучшает настроение и даже влияет на продуктивность.

На МКС, где нет ничего «живого», зелёные ростки помогают космонавтам чувствовать себя менее одинокими.

Конечно, быть космическими аграриями хотят не все. Есть те, кто с энтузиазмом ухаживает за саженцами, но встречаются и те, кто беспокоится, что растения могут не выжить, или просто не любит возиться с зеленью.

Все эти моменты учитываются ещё до полёта, и к уходу за растениями привлекают только тех, кто действительно этого хочет.

Ещё и поэтому новая оранжерея облегчает процесс — она спроектирована так, чтобы не требовать много времени и больших усилий. А выращивать там можно сразу несколько видов растений — разнообразие будет ещё больше радовать глаз.

Чего хотят добиться учёные

Помимо собственно выращивания всякого, оранжерея позволит также проверить, насколько растения способны перерабатывать углекислый газ, который выдыхают космонавты, обратно в кислород.

Это не только улучшит атмосферу на станции, но и, в перспективе, поможет снизить зависимость от грузов, которые привозят кислород с Земли.

Есть и глобальные цели: растения могут сыграть огромную роль в длительных космических миссиях. Космонавты на Луне или Марсе не смогут рассчитывать на еженедельные поставки из ближайшего супермаркета, поэтому выращивание собственной еды и обеспечение кислородом станут буквально вопросом жизни и смерти.

Если учёные сумеют подружить растения и космос, то это даст «зелёный свет» и более амбициозным миссиям и, возможно, даже колониям на других планетах.

Будущее: сады замкнутого цикла

Конечная цель проекта — научиться создавать сады замкнутого цикла, которые будут работать автономно и обеспечат космонавтов и пищей, и кислородом. Это значит, что растения смогут не только расти, но и участвовать в системе жизнеобеспечения — перерабатывать углекислый газ в кислород и очищать воздух.

В перспективе сады замкнутого цикла могут стать основой для «жизненных пузырей» на других планетах, например, на Луне (куда мы сейчас так активно стремимся) или Марсе.

Учёные надеются, что однажды удастся создать полноценные экосистемы, которые будут самодостаточными, без необходимости в постоянных поставках ресурсов с Земли.

Как это связано с Землёй?

Может показаться, что оранжерея на МКС — это исключительно научный проект для космонавтов, но на самом деле такие эксперименты могут помочь нам и здесь, на Земле.

Например, с новыми знаниями можно будет создавать более автономные и эффективные системы оранжерей в регионах с экстремальным климатом, где выращивать зелень сложно.

Кроме того, технологии, которые придумали для МКС, можно применять в городских вертикальных фермах, что позволит выращивать больше овощей с меньшими затратами ресурсов.

Например, сейчас активно разрабатываются компактные установки для выращивания растений прямо в квартирах, и космический опыт в будущем может подарить нам настоящие домашние оранжереи.

Так что, каждый эксперимент на МКС — это ещё один шаг к тому, чтобы растения стали постоянными спутниками человека не только на Земле, но и за её пределами.