Свежее сообщение от одного из наших подписчиков содержал следующую запросную информацию:
В космических станциях используются ли растения для поддержания кислородного баланса? И насколько реально обеспечивать полное кислородное питание космической станции или корабля при помощи растений?
На первый вопрос можно ответить просто: нет, растения не применяются для этой цели и, по моим сведениям, никогда не использовались. Несмотря на то, что идея обеспечения космической станции или корабля кислородом через фотосинтез звучит логично, ее реализация в действительности является сложной задачей.
Расчеты показывают, что для обеспечения одного человека кислородом через фотосинтез потребуется примерно 10 000 листьев. На МКС находится экипаж из 6 человек, что значит, что необходимо около 60 000 листьев. Но выращивать деревья на МКС не представляется возможным, поэтому скорее всего такое количество листьев должно быть получено от небольших растений, наподобие помидоров.
В среднем, на одном помидорном кусте растет около 30 листьев, так что для МКС понадобится около 2000 горшков с помидорами. Вспомним Марка Уотни из фильма "Марсианин" с его картофельной плантацией – сравнительно небольшая забота в сравнении с этим.
Для фотосинтеза необходим свет, но использование солнечного света невозможно. Во-первых, МКС находится на солнечной стороне всего 50% времени, а во-вторых, окошек на МКС очень мало и они чаще закрыты. Солнечный свет практически не проникает внутрь МКС. Окна купола МКС часто закрыты.
Возможно использовать искусственное освещение, но это потребует дополнительной энергии, а также требует мер по рассеиванию и отводу тепла, образуемого источниками света.
Кроме того, требуется обеспечение растений водой, почвой и питательными веществами (удобрениями), что создает дополнительные трудности. Помимо этого, экипаж большую часть времени будет вынужден уделять уходу за растениями, вместо того чтобы заниматься научными экспериментами.
Однако есть интересная альтернатива. В 60-х годах прошлого века в СССР проводились эксперименты серии "БИОС-1", "БИОС-2", "БИОС-3", направленные на создание замкнутых экосистем. В ходе эксперимента "БИОС-1" удалось обеспечить кислородом человека при помощи всего 20 килограммов хлореллы (зеленых водорослей) в аквариуме объемом 8 кубометров.
Теоретически, большая ферма с водорослями могла бы удовлетворить потребности экипажа МКС или другой космической станции в кислороде. Последующие эксперименты, как в СССР, так и в США (такие как "Биосфера-1", "Биосфера-2" и др.), показали, что создание самообеспечивающейся кислородом замкнутой экосистемы вполне возможно. Зеленые водоросли.
Однако внедрение водорослевых резервуаров на МКС для поддержания кислорода, вероятно, не имеет практического смысла. Земля находится достаточно близко, чтобы периодически дополнять запасы кислорода, и перекладывать ответственность за обеспечение дыхания экипажа на растения, которые могут умереть, нецелесообразно. Сосуд с хлореллой менее надежен, чем сосуд с сжатым кислородом. Однако для долгосрочных полетов к другим планетам и для будущих колоний на Марсе, Луне и т. д. водоросли могут стать жизненно важным источником кислорода, обеспечивая устойчивое кислородное снабжение.