Картофель в космосе

Выращивание сельхозкультур в космосе не какая-то шутка, а насущная необходимость для будущих внеземных экспедиций. И картофель — самый подходящий кандидат на роль главного космического овоща.

Зачем вообще растить картофель в космосе?

Доставка грузов на орбиту стоит очень дорого, от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч долларов за один килограмм. Сейчас забрасывать ланчи на МКС на ракетах еще можно: расстояние небольшое, а технологии отработаны. Но в марсианскую экспедицию не возьмешь еды на весь срок. Только полет туда и обратно займет годы. Еду придется делать на месте, и картофель для этого — идеальный кандидат.

Этот овощ очень калорийный и питательный, но при этом занимает мало места. Для экипажа космического корабля или марсианской станции выгоднее вырастить куст картофеля, чем куст салата, например. При этом картофель содержит витамин C, а значит, защитит экипаж от цинги [цинга — это заболевание, вызванное острым дефицитом витамина С. Приводит к кровоизлияниям, нарушает заживление ран, вызывает выпадение зубов]. Клубни растут под землей, а значит, лучше защищены от радиации, которая в космосе выше, чем на Земле. А еще картофель легко размножать — нужны всего лишь клубни.

Космические эксперименты с картофелем

В 1995 году американские астронавты вырастили картофель на орбите. Клубни были совсем крохотные, размером с бусину. Но они росли, и росли в невесомости, где нет ни низа, ни верха. Структурно и внешне клубни практически не отличались от выросших на Земле. Это значило, что картофелю не нужна гравитация. Его можно растить на космическом корабле.

В 2017 году CIP (Centro Internacional de la Papa), международный центр картофеля в Перу, и NASA провели эксперимент по выращиванию картофеля в условиях, приближенных к марсианским, но на Земле. Картофель посадили в боксы, в которых воссоздали марсианские условия: удушливая атмосфера, состоящая на 95% из углекислого газа, мертвая соленая пыль вместо почвы и резкие суточные перепады температуры.

В такие условия ученые высадили 65 сортов картофеля. Большинство растений погибло, но 40% сортов выжило и сформировало клубни — в основном это были сорта, выведенные для роста на засоленных почвах. Ученые отметили, что растения росли лучше в удобренной почве, а в реальных марсианских условиях потребуется защита от ультрафиолетового излучения. Это значит, что на Марс не нужно будет брать какие-то особенные почвы, смеси и так далее — достаточно местного грунта и небольшого количества удобрений.

Картофельная грядка в космосе

Значит, картофель можно растить прямо в марсианском грунте? Пока трудно сказать наверняка. Мы знаем, что в марсианской почве присутствуют перхлораты — соли хлорной кислоты, ядовитые для нас и растений. Если они сделают грунт неподходящим, можно выращивать овощи и альтернативными методами, например в аэропонике.

Аэропоника — это когда корни не сидят в грунте, а находятся буквально в подвешенном состоянии. Куст зафиксирован в боксе, а его корни и клубни висят в воздухе и опрыскиваются аэрозолем с питательными веществами. Вместо солнца — красные и синие светодиоды, потому что растения поглощают именно красный и синий цвета. Это называется «вертикальная ферма», и она уже используется на Земле и за ее пределами. Вертикальной ферме не нужны пестициды, она экономит воду и, главное, место.

Технология практически безотходная, и в условиях марсианской или лунной базы, очень ограниченной в ресурсах, это идеально. Космонавты выдыхают углекислый газ, он поглощается картофелем, который выделяет кислород и водяной пар. Вода идет на аэрозоль для самого картофеля, после использования им очищается и снова идет в дело. А клубни можно срывать, просто открыв бокс.

Космическая картофельная грядка на Земле

Может показаться, что все эти рассказы про картошку на Марсе не более чем красивая научная фантастика. Увлекательно, но какое отношение это имеет к нашей жизни здесь, на Земле? Самое прямое. Космос — это идеальный испытательный полигон. Чтобы решить задачи выживания в экстремальной среде, ученым приходится изобретать настолько эффективные технологии, что они находят применение и на нашей планете.

Представьте себе не поле, а здание в центре города. Вы заходите внутрь, а там вместо офисов от пола до потолка тянутся стеллажи. На каждом ярусе, в идеальных условиях и под психоделическим розово-фиолетовым светом, растут ряды салата, клубники и пряных трав. Это и есть вертикальная ферма — прямое наследие «космических оранжерей».

Как она работает?

• Вместо почвы — гидропоника. Корни растений омываются питательным раствором, получая все необходимое.

• Вместо солнца — те самые красно-синие светодиоды, дающие растениям только нужные для фотосинтеза лучи и экономящие уйму энергии.

• Вместо дождей — замкнутая система водоснабжения, которая расходует на 95% меньше воды, чем традиционное поле.

• Вместо пестицидов — стерильная чистота. В закрытом помещении нет сорняков и вредителей, а значит, и химия не нужна.

Такие фермы уже работают в городах России и по всему миру — например, в Москве, Чикаго, Мюнхене и Лондоне. Они позволяют получать урожай круглый год, не зависят от погоды и решают главную проблему будущего — как прокормить растущие города.

Но прямая связь космических технологий с нашим героем, картофелем, лежит прежде всего в области семеноводства. Как получить идеально здоровые семена картошки, не зараженные вирусами из почвы? С помощью аэропоники. И эта технология уже используется.

Крошечные, выращенные в пробирке стерильные ростки картофеля помещают в аэропонные установки. Их корни свободно висят в воздухе, а автоматика опрыскивает их питательным «туманом». Вскоре на этих корнях, прямо в воздухе, начинают расти десятки маленьких, абсолютно здоровых клубней-горошин. Это элита мира картофеля. Именно из этих чистейших мини-клубней потом вырастет урожай на полях по всей стране. Получается, что здоровье миллионов тонн картошки, которую мы едим, начинается с технологии, будто бы созданной для Марса.

Путь картофеля — это удивительное приключение, отражающее всю историю человеческой изобретательности. Когда-то он был скромным диким растением, известным лишь жителям далеких Анд. Затем, попав в Европу, он изменил историю наций, стал причиной и спасением от голода, героем картин и народных сказок.

Сегодня мы видим новый виток этой истории. Человек заставил картофель раскрыть все свои секреты — от химического состава крахмала до генетических механизмов роста. Мы научились выращивать его без почвы, под светом искусственных солнц, превратив в высокотехнологичный продукт. И теперь, готовясь к величайшему путешествию в истории — покорению других планет, люди снова берут с собой проверенного старого товарища — клубень.

Когда-нибудь, когда первый колонист ступит на красную пыль Марса, в его списке задач, где-то между развертыванием солнечных панелей и анализом грунта, обязательно будет пункт: «Посадить картофель».