Поливать космические растения сложно, но у НАСА есть план
@mr_magazine
Космонавты любят растения. На стерильной механической международной космической станции настолько отчаянно нуждаются в зеленом оттенке, что охотно добровольно выделяют свое свободное время на эксперименты с растениями на борту. Но новый террариум означает, что им придется тратить очень мало времени на озеленение — по крайней мере, когда он начнет работать должным образом.
Ученые НАСА сотрудничают с Techshot и Tupperware с 2017 года, чтобы создать идеальный контейнер для выращивания зелени в космосе. Результатом является мини-детская комната с низким уровнем обслуживания, называемая пассивной орбитальной системой доставки питательных веществ, или PONDS.
Каждый PONDS представляет собой пластиковую коробку. Внутри есть небольшой горшок с осадком из оранжевой глины, которую можно найти на дорожках бейсбольного поля, удобрения и два растения. Внешний контейнер хранит воду. Идея заключается в том, что корни в конечном итоге вырастают из основного контейнера в воду без какого-либо вмешательства человека.
НАСА не пытается отобрать другие растения у экипажа МКС. Но время космонавта драгоценно, говорит Дэвид Рид, директор по запуску в Techshot, компании, занимающейся исследованиями и разработками, которая сделала большую часть оборудования станции. Поскольку их упакованные графики являются основным препятствием для космических экспериментов, чем меньше времени космонавтам приходится тратить на техническое обслуживание станции, тем лучше.
Два комплекта PONDS пробились в космос, первый в апреле 2018 года, а другой в начале этого месяца. Но они не совсем так сработали. В самом последнем эксперименте растения прорасли, но были маленькими — вероятно, из-за недостатка воды. «Они высохли», — говорит Говард Левин, главный научный сотрудник исследовательского бюро международной космической станции. «Это было немного неприятно, но мы многому научились».
Ничего не работает в космосе так же, как здесь, на Земле. Представьте себе комнатное растение. Обычно оно в каком-то горшке с дренажным отверстием. Растение сидит в почве внутри контейнера. Когда смотритель растения добавляет воду, она просачивается вниз к корням, а затем избыток воды вытекает из отверстия на дне горшка. В космосе эта концепция полностью разрушается. Вдохновляющие ботаники сталкиваются с теми же проблемами, с которыми сталкиваются космические ученые. Как спроектировать лучшие системы очистки сточных вод, топливные баки и даже кофейные чашки: ничто не может оставаться внутри контейнера. Даже когда ученые найдут способ скрепить все нужные части вместе, вода в плантаторе не будет течь вниз, а будет непрерывно насыщать почву, что не подойдет для большинства растений.
На протяжении многих лет ученые НАСА решали эти проблемы с помощью различных стратегий. В последнее время они использовали «подушки» — пакеты с глиной, удобрениями и семенами, которые члены экипажа МКС поливают каждые три дня или около того. Листья зелени, такие как ромейн, хорошо растут на подушках, что является хорошей новостью для космонавтов, которые могут испытывать недостаток в некоторых салатных питательных веществах. Тем не менее, подушки не содержат достаточно воды, чтобы поддерживать плодоносящие растения, такие как помидоры или сладкий перец — это и есть стимул для создания PONDS.
Говард Левин и его команда в НАСА разработали прототип, используя любые материалы, которые они могли найти в магазинах товаров для дома. Techshot принял участие в дальнейшей разработке модели и представил эту идею Tupperware. По словам Дэвида Кусума, вице-президента Tupperware по исследованиям и инновациям в продуктах, инженеры по упаковке пищевых продуктов имеют опыт в технологии безопасных пластмасс, и они понимают, как формовать эти материалы для различного использования. Даже имея коллективные знания, команда обратилась к внешним консультантам, таким как Марк Вейслогель, инженер по материалам с невесомостью из Портлендского государственного университета и другие биологи из Космического центра им. Кеннеди.
Будущее PONDS зависит от того, как найти точное количество воды, чтобы растения могли жить и процветать. Пока что растения в экспериментах утонули и высохли, поэтому будущий успех зависит от достижения правильного равновесия. Если все пойдет хорошо, по оценкам Рида, команда подготовит PONDS 3.0 для экспериментов с томатами на МКС в следующем году. В конце концов, он будет представлять большой резервуар, который может работать автономно и одновременно поливать различные съедобные растения. Совершенствование технологии может позволить более длительные космические миссии. Это решающий шаг в путешествии на Марс.