Грядки на Марсе и лунная теплица: что ученые выращивают в космосе

От Земли до Марса почти 56 миллионов километров – невероятное расстояние. Но это по земным меркам, а по космическим всего ничего, как в деревню к друзьям съездить. Луна так вообще – дача в пригороде. Удивительно, но на Марсе удалось вырастить цветок, в лунном грунте растет хлопок, а через пару лет земной спутник может целиком покрыть зеленая трава.

Совсем скоро фраза "и на Марсе будут яблони цвести" станет реальностью и каждый сможет стать космическим огородником. Как это возможно? Что выращивают космонавты? И можно ли построить на Луне оранжереи? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Огород на Марсе

Самоходный аппарат Curiosity передал на Землю кадры из марсианской пустыни. Настоящее чудо инопланетной природы – то ли цветок, то ли суккулент, то ли коралл. Многочисленные энтузиасты посчитали находку свидетельством того, что на Марсе есть жизнь. Однако ученые их разочаровали. Загадочному растению дали говорящее название – "Каменный цветок".

"Это минеральный объект, то есть неживой. Образован, скорее всего, сульфатами, выпавшими в осадок из воды, которая когда-то была на Марсе", – пояснила заместитель научного руководителя проектов марсоходов НАСА Эбигейл Фрейман.

Но неужели Красная планета абсолютно безжизненна? Оказывается, ученые уже работают над тем, чтобы разбить на реголите грядки. Они проводят сотни опытов, высаживая различные растения в марсианском грунте. Но как это возможно, если первые пробы должны доставить на Землю только через 10 лет?

Каков на вкус марсианский салат

В НАСА создали копию реголита – и не только для ученых. Красный грунт уже вовсю продают в интернете.

"Ученые утверждают, что в этом грунте есть все, что нужно для роста растений. Базальт с Марса они заменили на вулканическую породу из пустыни Мохаве. Затем компоненты измельчили, смешали с водой и запекли в микроволновке. Посмотрим, что здесь сможет вырасти", – сказал блогер Томмо Кэрол.

Британский блогер решил разбить космические грядки у себя дома. Он посадил в марсианский грунт микрозелень. Через пару недель у огородника вырос инопланетный салат.

"Конечно, это не самое аппетитное блюдо в моей жизни. Но зато это настоящая марсианская еда, и сейчас я собираюсь это попробовать. Чувствую перец, честно говоря это не самая вкусная штука", – отметил он.

Какие растения-мутанты посадят на Красной планете

Не хочется разочаровывать британца, но его зелень не совсем инопланетная. Для выпуска в широкую продажу создали специальную, безопасную марсианскую почву. Ведь в настоящей содержатся не только кислород, углерод, калий и фосфор, но и ядовитые вещества.

"Марсианский грунт содержит сверхвысокую концентрацию тяжелых металлов и перхлораты – это токсичные соли серной кислоты. Они возникают из-за электрических разрядов во время марсианских пыльных бурь. Перхлораты составляют 1% марсианской почвы и буквально отравляют ее, ведь они очень ядовиты", – рассказал астробиолог научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда Дэнни Главин.

Ученые во всем мире пытаются создать растения-мутанты, которые выживут в адской среде Красной планеты. Как показали эксперименты, лучше всего в токсичном реголите прижился генно-модифицированный рис.

"Изменения в генах позволили растениям лучше переносить стресс, вызванный засухой и токсичным засолением почвы. Мы выяснили, что гибридные виды, в отличие от дикого риса, могут расти в почве с концентрацией солей выше одного грамма на килограмм", – указал астробиолог Льюис Дартнел.

Что ученые смогли вырастить в лунном грунте

Эксперименты с настоящим марсианским грунтом мы пока провести не можем – в отличие от лунного. Всего-то и надо: взять образцы, которые доставили на Землю полвека назад, и посадить в них семена. Именно так сделали ученые из Флориды и смогли вырастить в пробирках небольшую плантацию кресс-салата.

"Из НАСА нам прислали 12 граммов лунного грунта из разных миссий и с разных сторон Луны. На одно растение мы использовали всего один грамм – это не больше пятой части чайной ложки. Но этого оказалось достаточно", – говорит космический биолог профессор Института пищевых и сельскохозяйственных наук Университета Флориды Роб Ферл.

Растения быстро адаптировались к лунному реголиту и мутировали – изменились почти полтысячи генов. Зеленая трава скукожилась и окрасилась в красно-черный цвет. Сейчас ученые пытаются выяснить, можно ли есть такой салат без риска для здоровья.

Теплица на Луне

Китайцы решили пойти другим путем и попытаться вырастить растения не в лунном грунте, а на самой Луне, но в земной почве. Вместе с одним из зондов на спутник отправили теплицу.

"В контейнер поместили почву, воду, воздух и семена. Там были хлопок, картофель, рис и кресс-салат. Кроме того, контейнер-ферму оснастили системой контроля температуры и освещенности. И этот метод сработал. В таких условиях семена смогли прорасти на Луне", – отметил главный научный сотрудник программы НАСА "Артемида" Джейкоб Бличер.

Герметичная конструкция лунной теплицы защитила и от огромных перепадов температур, и от зашкаливающей радиации. В контейнере смогли выжить даже дрожжи и яйца плодовой мушки. Их поместили в капсулу, чтобы создать там микроэкосистему. По задумке, растения благодаря фотосинтезу должны обеспечивать мушек едой и кислородом, а дрожжи – помогать утилизировать отходы. Это нужно, чтобы в теплицах можно было собирать один урожай за другим.

Мобильная оранжерея в космосе

Китайский эксперимент в итоге провалился. В одну из бурь электричество на лунной ферме отключилось, и все побеги погибли. Но не стоит отчаиваться: в России уже придумали, как защитить космические фермы от перебоев энергии.

"Это модель, на которой мы будем отрабатывать все циклы растения, роста. И у нас здесь есть и запас углекислого газа, и запас воздуха, и запас воды", – рассказал разработчик эксперимента "Космическая оранжерея" и фитоспутника МГТУ им. Н. Э. Баумана Андрей Павлюченко.

Фитомодуль обеспечивает электричеством встроенный автономный микрокомпьютер. Эту мобильную оранжерею планируют запустить на лунную орбиту с семенами перца на борту. При этом люди будут наблюдать за саженцами в режиме реального времени благодаря камерам и датчикам.

Всего через полгода ученые рассчитывают получить урожай, но на этом эксперимент не закончится. Созревшие плоды вернут на Землю, чтобы выяснить, насколько они пригодны в пищу. Помочь в транспортировке фитомодуля должна специальная капсула.

"Он сначала летит как обычный спускаемый аппарат. Дальше на высоте 10 километров он раскрывается. С помощью маленького парашютика вытягивается этот термос, так скажем, где хранятся в определенной температуре биологические образцы. Дальше он преобразуется в квадрокоптер. И как квадрокоптер уже дотягивает до места, где ждет его команда исследователей", – отметил эксперт.

Урожай с МКС и "одеяло" для Марса

Выращивать растения на лунной орбите вполне реально, ведь условия там не сильно отличаются от околоземных. А на МКС космонавты регулярно собирают урожай. Первые эксперименты начал Советский Союз еще в начале 70-х, а три года назад уже американские астронавты собрали на орбитальной станции рекордный урожай перцев чили – 26 стручков.

"Это был самый длительный и, возможно, самый острый эксперимент в истории Международной космической станции. Мы выяснили, что на станции перцы созревают на две недели позже. Скорее всего, это связано с задержкой прорастания из-за проблемы с жидкостью в условиях микрогравитации", – сказал научный сотрудник проекта по выращиванию космических культур в НАСА Мэт Ромейн.

Вот только большие плантации на МКС не разбить. Выходит, нам все-таки придется освоить безжизненные почвы других планет.

В Гарварде уверены, что это вполне возможно, если покрыть реголит защитным слоем. А поможет в этом силикатный аэрогель. Им, как одеялом, решили укрыть Марс. Это сгладит резкие перепады температуры и защитит растения от космической радиации.

"Мы проводили эксперименты на имитации марсианской поверхности и убедились в том, что тонкий слой этого материала – всего два-три сантиметра толщиной – позволяет повысить ночную температуру на Марсе примерно на 50 градусов. Это не даст растениям замерзнуть холодными марсианскими ночами", – рассказал доцент кафедры экологических наук и инженерии в Школе инженерных и прикладных наук Гарвардского университета Робин Вордсворт.

Робот-агроном в космическом огороде

Чтобы не терять времени, ученые собираются отправить на Красную планету роботов. Машины в прямом смысле слова будут готовить почву для марсонавтов. Все шансы получить космическую работу есть у механического агронома, которого придумали инженеры из Тамбова.

Автономная платформа умеет не только сажать, полоть и поливать грядки. Благодаря компьютерному зрению и специальным алгоритмам робот может диагностировать заболевания растений. На Марсе такая опция будет очень кстати.

"На эту платформу мы ставим специальное оборудование, которое сканирует листья и яблоки, распознает их с помощью системы технического зрения. Мы разработали специальные алгоритмы на основе нейронных сетей, которые обрабатывают информацию и идентифицируют заболевания, которые возникают на ранних стадиях", – сказал профессор, заведующий кафедрой "Мехатроника и технологические измерения" ТГТУ Павел Балабанов.

В ближайшее время разработчики собираются научить машину еще и лечить рассаду. Для этого робота вооружат лазером, а вдобавок оснастят еще и манипулятором для сбора фруктов и овощей. Если удастся доставить такого агронома на Марс, людей там будут ждать не только цветущие яблони, но и аккуратно расфасованный по коробкам урожай.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.