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.
Ученые, наблюдавшие за поведением и состоянием космонавтов во время экспедиций, отметили, что выращивание растений благотворно воздействует на их психоэмоциональных фон. В конце 1970-х годов растения в космосе стали выращивать не только ради сельскохозяйственного эффекта, но и для души. Были случаи, когда, чтобы поддержать боевой дух товарищей, руководство отправляло на станцию живые цветы: тюльпаны (уже цветущие) и каланхоэ – широко распространенный, неприхотливый и очень благодарный комнатный цветок. Циммерман пишет, что космонавты называли росток «древом жизни» и следили за тем, чтобы во время сеансов связи с Землей он был всегда виден на экране.
С тех пор в фокусе внимания ученых находится не только сельскохозяйственный, но и психоэмоциональный аспект космического садоводства: практический опыт показывает, что растения в космосе позволяют астронавтам лучше справляться с психологическими перегрузками и избегать депрессий.
Вы можете проверить на себе стабилизирующее действие комнатных растений или расспросить об этом партнеров Flowwow.
Циния
Букет из космоса
В январе 2016 года на Международной космической станции (МКС) в оранжерее американского астронавта Скотта Келли расцвела первая в космосе циния. Фото нежного оранжевого цветка на фоне планеты Земля облетело весь мир. Только вот циния была не первым цветком в космосе! Опровержения не заставили себя ждать.
Первые цветы в космосе были выращены в 1982 году советскими космонавтами на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-7». И вот тут мы снова вспоминаем арабидопсис, тот самый неприметный цветок, который сумел первым зацвести в космосе.
Герои этого события — экипаж орбитального научно-исследовательского комплекса «Салют-7», командир, полковник Анатолий Березовой и бортинженер Валентин Лебедев. Их полет длился 211 дней, с мая по декабрь 1982 года. За это время было проведено около 300 исследований, в том числе биологических. Космическая «резушка» была выращена в герметичной камере «Фитон-3» с собственным источником света. Цветок был посеян из специальной пушки-сеялки в субстрат из агара, содержащий до 98 процентов воды (как позднее было напечатано в журнале «Техника молодежи» в апреле 1983 года).
Цветок рос небыстро, как и все растения в космосе, однако к августу 1982 года он порадовал экипаж множеством бутонов и первыми цветами. Спустя три недели на побегах созрели стручки с семенами. Космические цветы были преподнесены космонавту Светлане Савицкой, прибывшей на космическую станцию 19 августа 1982 года.
Для статьи использованы материалы исследования «The Utilization of Plant Facilities on the International Space Station—The Composition, Growth, and Development of Plant Cell Walls under Microgravity Conditions"
Материал подготовлен совместно с Flowwow
Подпишись: