Американская лунная программа Artemis предполагает, что первая после «Аполлонов» высадка людей состоится в 2027 году, а уже в следующем десятилетии можно будет переходить на долгосрочное пребывание астронавтов на Луне. Экипажи смогут проводить на будущей постоянной базе долгие месяцы, также как сейчас на Международной космической станции. При этом, в среднем каждые два-три месяца к МКС прибывает грузовой корабль с провизией, кислородными баллонами и всеми прочими необходимыми для жизнеобеспечения ресурсами. Аналогичная организация снабжения лунной базы будет обходиться на порядки дороже. К тому же всегда есть риск неудачной посадки корабля и потери груза.
Поэтому космические инженеры по всему миру пытаются сделать возможной хотя бы частичную самостоятельность будущих лунных экипажей в жизнеобеспечении. Один из способов решения этой проблемы недавно предложили специалисты из Мюнхенского технического университета в Германии. Они предложили построить на Луне биореактор, который одновременно будет производить кислород и пищу. В качестве источника и того, и другого рассматривают хлореллу обыкновенную Chlorella vulgaris. Эта микроскопическая водоросль повсеместно распространена в пресных водоемах. Она вызывает научный интерес сразу по нескольким причинам. К примеру, известна своей способностью удалять тяжелые металлы и другие загрязняющие вещества, поэтому используется для очистки сточных вод. Но также было выяснено, что около половины всего ее сухого веса составляет белок. С тех пор в Chlorella vulgaris видят еще и как потенциальный источник пищи.
В порядке эксперимента эти водоросли разместили в прототипах лунных биореакторов двух разных конструкций. В одном заполненная ими вода находится в вертикальных стеклянных трубках, в другом — внутри плоского прямоугольного резервуара. В обоих случаях снизу подается углекислый газ. Освещение используется и солнечное, и искусственное светодиодное.
Как рассказали ученые, плоский «аквариум» оказался в несколько раз более эффективным — в нем рост водорослей ускоряется за счет вихревых потоков воды и более удачного освещения. В целом сам принцип успешно показал работоспособность в обоих случаях.
Однако, перед разработчиками встал гораздо более серьезный вопрос о том, как на практике реализовать это на Луне? Прототипы производят в лучшем случае несколько граммов биомассы в день, а для питания каждого астронавта хотя бы в дополнение к другим продуктам нужно будет как минимум по 200 граммов. Для производства в таких масштабах понадобится «аквариум» объемом сотни или даже тысячи литров.
Вода в этом смысле еще не самая сложная проблема. В лунных полярных регионах хранятся немалые запасы водяного льда. Гораздо труднее создание самой конструкции. Доставку с Земли подобного биореактора считают нереалистичной даже в разобранном виде.
Таким образом, единственный выход – это построить его на Луне из местных ресурсов. При этом надо будет отработать технологию и наладить процесс выплавки стекла из реголита, извлечение из него металлов и, по сути, организовать промышленное производство на естественном спутнике нашей планеты. Да и сама пища из водорослей довольно непривычна, но зато питательная и полезная для организма. Так что осталось дело за малым – для начала возобновить полеты к Луне!