Зачем в космосе нужны цветы

Какие земные растения уже побывали на орбите, и зачем они там понадобились?

Вопросы пропитания в космосе

Еще с самого начала освоения космоса человечество привлекала идея заняться орбитальным садоводством. В своем «Альбоме космических путешествий» Константин Циолковский нарисовал занятную схему космической оранжереи с искусственно созданной гравитацией. По мнению ученого, растения в космосе должны были расти внутри своеобразного конуса, вращающегося вокруг своей оси, а основанием с круглой линзой оно должно было быть повернуто к солнцу.

Первые семена были отправлены в космос вместе с Белкой и Стрелкой: это были семена гороха, пшеницы, лука и модной тогда в СССР кукурузы. Естественно, никто тогда не думал о том, чтобы выращивать на орбите декоративные растения! Задача была чисто утилитарной: получить дополнительный источник пропитания в космосе, а также при помощи растениеводства генерировать воду и кислород. 

С тех пор модели космических оранжерей видоизменялись и совершенствовались; в космосе уже пытались выращивать горох, салат-латук, цуккини, редис, лук, чеснок, огурцы, петрушку, укроп, даже картофель и пшеницу. Однако это не значит, что их можно употреблять в пищу: на листьях космических растений развивается множество бактерий, которые могут угрожать здоровью космонавтов. Можно сказать, что космические огороды пока играют роль садов: радуют душу, но не желудок.   

Мицуна

Что мешает растениям жить в космосе?

Первая проблема – отсутствие земной гравитации. Для большинства земных растений естественно, чтобы их корни оставались в земле под тяжестью грунта и забирали из почвы питательные вещества, а в условиях невесомости и имитация земного притяжения, и полив растений представляют большие сложности. Наконец, чтобы растения нормально развивались, им нужен постоянный источник солнечного света и достаточная циркуляция воздуха.

Все эти сложности со временем находят свои решения. Так, недавно выяснилось, что гравитация — не такая уж помеха для космического садоводства. В 2009 году NASA обнародовали свое открытие: в невесомости корни растений развиваются во всех направлениях, так же, как и на Земле. Иными словами, сила тяжести и гравитация практически не влияют на ориентацию корней при росте. Долгое время считалось, что сила тяжести оказывает влияние на клетки растений и определяет направление роста; опровергнуть эту теорию ученым помогло растение арабидопсис — небольшое полевое растение семейства капустных с белыми или светло-сиреневыми цветочками. 

Арабидопсис

Арабидопсис, растущий на борту космической станции, наблюдали в течение нескольких недель и сравнивали с ростом таких же растений в симуляторе орбитальной среды на Земле, в Космическом центре (Флорида). Структура корней у космического и земного арабидопсиса была идентична!

Сегодня растения в космосе растут не в почве, а на гидропонике, причем разработкой новых гидропонических материалов занимаются сразу несколько научно-исследовательских институтов мира. Процесс посадки вполне отлажен: семена обычно помещают в закреплённые на горизонтальной поверхности ёмкости с искусственным субстратом. В капсуле или оранжерее создаются все условия для вентиляции. Для полива используют воду или специальную питательную жидкость, которая подается в космический «грунт» автоматически. А в европейском модуле МКС астронавты предпочитают поливать свои растения вручную: выдавливают воду прямо в субстрат из небольшого шприца.

Ростки подсолнуха

Цветы для настроения

В 2003 году в журнале «Air & Space» вышла статья Роберта Циммермана «Groing Pains» («Боли роста»), в которой он описал опыт выращивания льна советскими космонавтами на космической станции «Салют – 1». Льняные «питомцы» росли на одной из первых космических теплиц «Оазис», это был один из первых экспериментов по космическому садоводству. Первые побеги космического льна были слабенькими: листья их были мельче, чем земные растения, росли они медленно и так и не смогли зацвести. На Земле их ждали ученые, чтобы провести подробное исследование, но этому не суждено было случиться: в результате разгерметизации капсулы на пути домой весь экипаж погиб вместе с растениями. Ученым так и не удалось понять, что мешало первым космическим росткам развиваться: наиболее вероятная версия – несовершенство системы полива Oasis.