Как вырастить салат, томаты или редис в месте, где нет пригодной для жизни атмосферы, нет плодородной почвы и практически нет воды? Именно этот вопрос стоит в центре международного проекта Lunar Agriculture Module – Ground Test Demonstrator (LAM-GTD), который совместно разрабатывают Немецкий центр авиации и космонавтики (DLR), американское NASA и Канадское космическое агентство (CSA). Цель проекта — создать концепции тепличных модулей для Луны, способные обеспечивать будущих участников длительных лунных миссий свежими продуктами питания в условиях, где традиционное земледелие невозможно в принципе.
Почему Луна — самый сложный «огород» в Солнечной системе
Лунная среда представляет собой совокупность экстремальных факторов, каждый из которых сам по себе делает выращивание растений невозможным. Температура на поверхности Луны резко колеблется в течение лунных суток, атмосфера практически отсутствует, запасы воды крайне ограничены, а космическое излучение представляет серьёзную угрозу для живых организмов. Простая высадка растений в лунный грунт (реголит) не работает: в нём нет органики, он содержит токсичные соединения и не удерживает влагу. Поэтому необходимы полностью контролируемые системы выращивания, функционирующие автономно от естественных условий окружающей среды — с искусственным освещением, замкнутым циклом подачи питательных растворов и защитой от радиации.
Концепция LAM-GTD: теплица, интегрированная с жилым модулем
Ключевая идея демонстратора LAM-GTD состоит в том, чтобы напрямую связать модуль теплицы с имитированным жилым и рабочим сектором для астронавтов. Такой подход позволяет исследователям не только изучать рост растений в изолированной среде, но и проверять, как теплица и жилой модуль могут обеспечивать друг друга ресурсами — кислородом, водой, органическими отходами. Планируемый демонстратор сначала будет полностью создан и протестирован на Земле. К 2032 году партнёры намерены принять решение о том, будет ли он действительно построен в полном объёме и в каком именно виде.
От ISS к Луне: накопленный опыт NASA
Американское NASA уже провело множество соответствующих экспериментов на Международной космической станции. На борту ISS выращивали, в частности, салат, китайскую капусту и стручки чили. Эти испытания подтвердили, что растения могут развиваться в условиях микрогравитации при искусственном освещении и контролируемом водоснабжении. Следующий шаг — переход от небольших установок на ISS к значительно более крупным и сложным системам выращивания, которые способны обеспечивать целые экипажи на протяжении длительных миссий, в том числе на лунной поверхности.
EDEN ISS в Антарктиде: репетиция в экстремальных условиях
Немецкий партнёр DLR опирается на опыт предыдущих проектов, прежде всего теплицы EDEN ISS, которая несколько лет работала в Антарктиде. С 2018 по 2023 год исследователи эксплуатировали специально разработанную теплицу всего в нескольких сотнях метров от немецкой научной станции «Ноймайер III». В экстремальных условиях они выращивали свежие овощи без почвы и естественного солнечного света: светодиодные лампы, искусственные питательные растворы и сложная система орошения позволили собирать урожай салата, помидоров, огурцов, редиски и даже клубники. Всего за период эксплуатации было получено около одной тонны свежих овощей. Антарктида, разумеется, не Луна, но у этих локаций есть важное сходство: снабжение затруднено, природные условия суровы, и ошибки в работе систем быстро могут обернуться критическими проблемами.
Не только для астронавтов: применение на Земле
Исследования в рамках LAM-GTD интересны не только для будущих лунных миссий. На Земле существуют регионы, где выращивать пищу крайне сложно: засушливые пустыни, районы с ограниченными водными ресурсами, зоны с деградированными почвами. Технологии, позволяющие обеспечивать растения минимальными объёмами воды, энергии и пространства, могут быть применимы и там. Контролируемые тепличные системы также способствуют более точному производству продуктов питания с меньшим использованием средств защиты растений. Таким образом, взгляд за пределы Земли способен принести знания, которые помогут находить новые подходы к продовольственной безопасности и на собственной планете.
