Создание автономных систем жизнеобеспечения для будущих лунных баз сталкивается с фундаментальными физическими препятствиями, главным из которых становится организация надежного полива растений. Исследователи под руководством космического биолога Джона Кисса, Карла Хазенштейна и Кристофера Маккея детально изучили поведение жидкостей в условиях лунной гравитации. Выяснилось, что из-за слабого притяжения кардинально возрастает роль поверхностного натяжения, что меняет всю динамику движения воды в контейнерах и грунте.
Роль лунной гравитации и эксперимент на New Shepard
Гравитация на Луне составляет примерно шестую часть земной, из-за чего сила тяжести перестает доминировать в процессах распределения влаги. Во время суборбитального полета корабля Blue Origin New Shepard 29 в феврале 2025 года ученые смогли протестировать поведение трех различных жидкостей: чистой воды, солевого раствора и раствора с 30-процентным содержанием глицерина. В условиях двухминутной лунной гравитации исследователи зафиксировали существенные изменения мениска и характера движения жидкостей, подтвердившие теоретические опасения.
Проблема лунного реголита и специальные добавки
Дополнительную сложность представляет специфика лунного реголита — мелкозернистого грунта, который сильно отличается от земных почв по своей структуре и пористости. Сочетание слабой гравитации и особенностей реголита может нарушить стандартные процессы поступления влаги и кислорода к корневой системе. В ходе экспериментов раствор с глицерином показал наиболее стабильные гидродинамические характеристики, что открывает перспективы использования специальных добавок для управления водными потоками на внеземных станциях.
Перспективы исследований и значение для будущих миссий
Выращивание сельскохозяйственных культур, включая картофель, рассматривается космическими агентствами как ключевой элемент обеспечения долгосрочных экспедиций кислородом, пищей и водой, а также для переработки отходов. Ученые намерены продолжить серию экспериментов с более продолжительной имитацией гравитации, а в перспективе — провести прямые испытания непосредственно на лунной поверхности. Полученные данные станут основой для проектирования принципиально новых систем орошения, адаптированных под космические реалии.
