фото показано с : pulse-uk.org.uk

«Планета есть колыбель разума,
но нельзя вечно жить в колыбели».
К. Э. Циолковский

Наша планета удивительна и неповторима, но уже становится, надо признать, немного тесноватой. К тому же грязноватой и, если верить Грете, излишне тепловатой. Словом, по всеобщему признанию, уже не в столь далеком будущем нам будут нужны жилищные альтернативы и – главное – средства передвижения к этим альтернативам, пока планетарно-квартирный вопрос нас совсем не испортил… Ну и про питание в дорогу забывать нельзя – как же без него?

Люди тысячелетия всматривались в бескрайнее звездное полотно, пытаясь там, где обитают боги (так они верили), в манящих девственных просторах увидеть возможность дальнейшей жизни и для себя. И в определенный момент мы накопили достаточный массив знаний, чтобы полеты в космос из далеких и туманных грез человечества превратились в реальность. Реальность наступила, корабли построены, но с провиантом на борту пока не все в порядке. Над этой проблемой и работают современные исследователи, потомки мечтателей прошлого.

Саму возможность полета человека в космос одним из первых предсказал в своих научных трудах еще Константин Эдуардович Циолковский. Впервые – не на уровне научно-фантастических мечтаний, а именно как вполне себе реализуемую инженерно-техническую задачу, подкрепленную серьезными математическими расчетами и физическими обоснованиями. Но, забавно отметить, русский сумрачный гений полагал, что это событие произойдет гораздо позже. В одной из своих работ «Вне Земли», опубликованной в 1918 году, он сделал прогноз, что впервые это событие сможет осуществиться только в 2017 году. Ошибся на 50 с лишним лет (гению простительно).

Уже сегодня повседневная работа космонавтов на околоземной орбите и даже далекие полеты космических челноков к соседним планетам Солнечной системы стали вполне привычным делом. Технологическая рутина XXI века. Между великими державами идет новая космическая гонка, не за горами попытка колонизации Марса, о чем нам еженедельно напоминает Илон Маск (SpaceX), или застройка Луны обитаемыми базами, о чем болезненно грезит Дмитрий Рогозин («Роскосмос»). Как бы то ни было, сейчас мы все еще стоим в самом начале захватывающего пути освоения космоса, и в том числе – исследования возможностей внеземного сельского хозяйства и растениеводства.

На Земле существуют свыше 14 миллионов только идентифицированных видов, и мы полностью зависим от этого многообразия – в пище и ресурсах, которые дают нам возможность распространяться по планете и процветать. Всегда ли будет сохраняться эта идиллия?

На жизнь и эволюцию всех биологических форм – плавающих, ползающих, прыгающих и растущих – оказывают определяющее влияние различные факторы нашей небольшой, но удобно расположенной планеты: свет, баланс температур, солнечная радиация, состав атмосферы, гравитация.

Как будет чувствовать себя земная биология в космическом пространстве, небогатом на гравитацию и прочие прелести Земли? Этот непростой вопрос занимал умы ученых еще в докосмическую эру, когда и сами полеты за пределы нашей планеты были для человека фантастикой.

Но, как мы видим из рисунка к роману Жюля Верна «Из пушки на Луну», даже тогда (1865 г.) уже задумывались о том, что кроме припасов еды и воды первым космическим аргонавтам понадобятся растения. Одна из подписей гласит: «Кусты для высадки на Луне».

Растения на космическом корабле необходимы и как источник питания для путешественников, и как элемент системы, восстанавливающей атмосферу корабля, утилизирующий углекислый газ и плодородные отходы

человеческой жизнедеятельности. Этакий регенерирующий и удобрительный комплекс.

Любопытно, что в Пекинском университете авиации и космонавтики разрабатывают еще один вариант «орбитальной пищи» – а именно, предлагают использовать червей в качестве высококалорийного источника питания для астронавтов. Об этой возможной альтернативе, которая ждет не только космонавтов, но и нас с вами, Пульс уже писал – https://pulse-uk.org.uk/food/insects-alternative-food/

И тем не менее, если нам действительно удастся реализовать проекты по обустройству колоний на других планетах (первый кандидат, конечно, Марс), первостепенными задачами для первых марсиан станут следующие: создание достаточного озонового слоя для защиты от жесткого космического излучения (в первую очередь солнечной радиации), терраформирование атмосферы (чтобы мы не задохнулись)*, а также налаживание автономного производства различных продуктов питания.

И, поскольку, на первых порах разводить курочек да овечек не представляется возможным, для решения этих целей колонисты безальтернативно будут использовать именно растения – так же, как на прародительнице Земле.

Похоже, что нам судьбой уготовано повторить путь своего исторического развития на Земле, только минуя охоту – от собирательства сразу к сельскому хозяйству. Разводить, как мечтает Проханов, первые сады на Марсе и собирать красный марсианский налив! Чем не мечта?

*Терраформирование (от лат. terra – земля и forma – вид) — изменение климатических условий планеты, спутника или же иного космического тела для приведения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений.

От таких перспектив захватывает дух, и хочется переиначить слова классика:

Пусть же пожить в эту пору прекрасную
Всем приведется – и мне, и тебе!

Но хорошо, прежде чем долететь куда-то (даже до Марса), нам все еще желательно для начала все-таки создать первые «грядки» на своих кораблях.

И самые первые наброски гипотетически реализуемых идей в этой области вновь принадлежат отцу космонавтики – Циолковскому.

В ряде работ основоположника теоретической космонавтики есть проект и прототипа космической оранжереи: «Если земная атмосфера очищается растениями с помощью Солнца, значит, будет способна восстанавливаться и наша искусственно-созданная атмосфера» («Исследование мировых пространств реактивными приборами». 1911 г.).

«Представим себе длинную коническую поверхность или воронку, основание или широкое отверстие которой прикрыто прозрачной сферической поверхностью. Она прямо обращена к Солнцу, а воронка крутится вокруг своей длинной оси. На непрозрачных внутренних стенках конуса – слой влажной почвы с высаженными в ней растениями».
Циолковский

Забегая вперед, надо отметить, что до сих пор выращивать растения на космических станциях в таких объемах, чтобы они продуцировали искусственную атмосферу, не выходит.

На заре самой этой идеи концепцию космических оранжерей более подробно разрабатывал другой выдающийся исследователь, инженер и изобретатель Фридрих Артурович Цандер – сподвижник Королева и один из конструкторов первой жидкотопливной ракеты. На своей рижской квартире в 1915-1917 годах он проводил опыты по культивированию овощей в среде из древесного угля, став родоначальником того, что сегодня нам известно как гидропоника.

Именно его работы были положены в основу первых советских экспериментов по выращиванию растений в космосе.

Как бы могли выглядеть марсианские оранжереи?

Первые флорокосмонавты были запущены на орбиту на пятом космическом аппарате, запущенном СССР, в компании с собаками Белкой и Стрелкой, несколькими десятками мышей и парой крыс (август 1960 г.).

Первые работы по внеземному растениеводству начались уже через два года.

Тогда Сергей Королев сделал заметку в своем журнале: «Надо бы начать разработку «оранжереи по Циолковскому» с наращиваемыми постепенно звеньями или блоками, и надо начинать работать над «космическими урожаями»: каков состав этих посевов, какие культуры? Их эффективность, полезность?» (14.9.62 г.)

«Утверждают космонавты и мечтатели,
что на Марсе будут яблони цвести»
(слова из песни к к/ф «Мечте навстречу», 1963 г.).

В 1972 году был создан биотехнический комплекс замкнутого цикла «БИOC-3» – четыре отсека, закрытых в стальной цилиндр, в одном из которых выращивались высшие растения. Похожие разработки параллельно вело и НАСА.

На «стальных грядках» в 20% от сотки по методу Цандера выращивались пшеница, укроп, капуста, щавель, лук, огурцы, морковь и свекла. В ходе эксперимента космонавты практически полностью (на 95%) обеспечивались растительной пищей, воздухом и водой. Наиболее удачно созревали пшеница, горох, капуста и лук.

Таким было начало, в ходе которого были получены бесценные данные, которые легли в основу всех последующих работ.

Ровно год назад китайский посадочный модуль «Чанъэ-4» впервые в истории вырастил семена хлопка на обратной стороне Луны в специальном биоконтейнере. И хотя из-за сложных условий растения вскоре погибли, сам факт случившегося поразителен.

Не менее интересные работы ведутся и на МКС, на которой уже выращиваются генно-модифицированные растения, которые стали более приспособлены для выживания и способны противостоять ультрафиолетовому и радиационному излучению, низким температурам и отсутствию гравитации.

Пока мы не полетели осваивать другие планеты, приходится экспериментировать и оттачивать технологии на Международной космической станции, обитателям которой пища да витамины нужны уже сейчас. В связи с этим надо отметить, что у выращивания растений в космосе есть и еще одно измерение – экономическое.

Начиная с 1998 года на МКС постоянно проживают космонавты, и всем им нужна еда. В основном она прилетает с Земли в формате спецпакетов, консервов и всем нам знакомых тюбиков. Поскольку стоимость доставки одного килограмма провианта обходится в районе 6 тыс. долларов, задача вырастить разные виды овощей, фруктов и прочего съестного прямо внутри станции становится чисто экономической. В общем, экономия как двигатель прогресса.

Буквально на прошлой неделе стали известны результаты анализа выращенного на МКС салата-латука. Выяснилось, что растение, созревшее на борту, не уступает по количеству полезных микроэлементов и витаминов синхронно выращенному такому же на Земле. А один из трех урожаев латука даже превзошел земной по содержанию фосфора, серы, натрия и цинка. Здоровая и недорогая космическая еда!

Специалист по полезной нагрузке НАСА Гиойя Масса так комментирует достижения космического сельского хозяйства: «Чем дальше люди будут улетать от Земли, тем больше они будут нуждаться в выращивании растений ради еды, очистки атмосферы и своего психоэмоционального здоровья. Я уверена, что «космические огороды» будут неотъемлемой частью всех долгосрочных космических путешествий».

Оставайтесь с «Пульсом»! От нас вы узнаете не только где и как будут жить ваши далекие потомки, но и чем они будут питаться на покоренных планетах!

Дмитрий Бурлуцкий

93 +