Семена лобии прорастают в космосе в модуле CROPS Индийской организации космических исследований (ISRO). (ISRO)
Семена лобии (черноглазого гороха), которые Индийская организация космических исследований (ISRO) отправила в космос 30 декабря в рамках своего Компактного исследовательского модуля для орбитальных исследований растений (CROPS), проросли на прошлой неделе.
Почему выращивать растения в космосе?
По мере того как человечество отправляется в длительные космические миссии для колонизации таких небесных тел, как Марс и Луна, выращенные в космосе растения могут стать устойчивым источником пищи. При минимальной возможности пополнения запасов астронавты не могут полагаться только на ограниченный запас мультивитаминов в миссиях, которые могут длиться годами. Кроме того, готовые витамины со временем теряют свою питательную ценность.
Поскольку растения выделяют кислород в процессе фотосинтеза, их выращивание в космосе может способствовать поддержанию пригодной для дыхания атмосферы на борту космических аппаратов, рассказал газете The Indian Express Сиддхарт Пандей, научный сотрудник Института науки Blue Marble Space (США). «Растения могут перерабатывать углекислый газ и органические отходы, создавая замкнутую систему жизнеобеспечения», — сказал Пандей.
Уход за растениями также может помочь снизить уровень стресса и улучшить общее психическое состояние астронавтов, добавил он.
Почему трудно выращивать растения в космосе?
Самая значительная проблема — микрогравитация, то есть условия, при которых люди или объекты кажутся невесомыми.
Отсутствие гравитации мешает корням растений расти вниз, а также усложняет подачу питательных веществ. Поскольку вода в микрогравитации прилипает к любой поверхности, с которой соприкасается, при распылении на основание растения она не стекает к корням, где обычно впитывается.
Кроме того, растения в космосе нужно защищать от высокого уровня радиации, которая может повредить их ДНК и замедлить рост, а также от перепадов температуры, которые в космосе могут достигать сотен градусов, отметил Пандей.
Освещение также представляет проблему, особенно в удалённых от Солнца районах Солнечной системы, где мало света. Без света фотосинтез останавливается, и растения начинают потреблять больше кислорода, чем производят.
Как растения выращиваются в космосе?
На данный момент растения в космосе выращиваются в относительно небольших масштабах. Космический сад на борту Международной космической станции, известный как «Veggie» или Система производства овощей, имеет размер, сопоставимый с обычным ручным багажом, и вмещает шесть растений.
Существует несколько способов выращивания растений в космосе. Наиболее распространённый из них — гидропоника, пояснил Пушкар Ганеш Вайдья, глава Индийского фонда исследований астробиологии. При гидропоническом методе вода и питательные вещества доставляются к растениям с помощью жидких растворов, а не через почву.
Растения также могут выращиваться аэропонным методом, который исключает использование почвы или других сред. Этот метод снижает расход воды на 98%, удобрений — на 60% и полностью исключает необходимость в пестицидах. «Растения, выращенные в аэропонных системах, как было показано, усваивают больше минералов и витаминов, что делает их более здоровыми и, возможно, более питательными», — сообщило NASA.
Также возможно выращивание растений в космосе в средах, напоминающих почву.
Как ISRO выращивала лобию в космосе?
«Модуль ISRO CROPS — это как миниатюрная теплица», — сказал Вайдья. В нём используется среда, похожая на почву, семена лобии, вода, освещение, имитирующее солнечный свет, и атмосфера, близкая к земной. «Единственное отличие — это сила тяжести, около 0,01 g», или 1% от земной, пояснил он.
Для почвоподобной среды ISRO использовала высокопористую глину, состоящую из крошечных гранул. Пористость помогала впитывать и удерживать воду. В гранулах содержалось удобрение с замедленным высвобождением, которое обеспечивало растения питательными веществами в течение определённого времени.
Для фотосинтеза ISRO использовала четыре тёплых светодиода и четыре холодных. «Свет запрограммирован на работу 16 часов и выключение на 8 часов, чтобы имитировать условия дня и ночи... Эти длительности могут быть изменены в зависимости от различных требований», — говорится в заявлении ISRO.
Температура внутри модуля регулировалась в пределах 20–30 °C, а атмосферные условия поддерживались близкими к земным. Вода подавалась в почвоподобную среду с помощью электрического клапана, управляемого с Земли.
Семена проросли на четвёртый день эксперимента, а на следующий день появились два листа.
Какие растения подходят для выращивания в космосе?
Растения выбираются на основе их скорости роста, содержания питательных веществ и совместимости с системами космического земледелия, сказал Пандей.
Листовые зелёные овощи, такие как салат, шпинат и капуста, которые быстро растут, занимают мало места и богаты питательными веществами, являются идеальными растениями для космоса.
Фасоль и горох также выращиваются, так как они богаты белком и способны фиксировать азот в почвоподобной среде, улучшая круговорот питательных веществ.
«Редис и морковь хорошо растут в компактных условиях... Пшеница и рис выращиваются для длительного жизнеобеспечения в космических обиталищах», — сказал Пандей. Фрукты, такие как помидоры и клубника, также могут выращиваться в космосе.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь пожалуйста на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos