Як виростити салат, томати чи редис у місці, де немає придатної для життя атмосфери, родючого ґрунту та практично немає води? Саме це питання стоїть у центрі міжнародного проєкту Lunar Agriculture Module – Ground Test Demonstrator (LAM-GTD), який спільно розробляють Німецький центр авіації та космонавтики (DLR), американська NASA та Канадське космічне агентство (CSA). Мета проєкту — створити концепції тепличних модулів для Місяця, здатні забезпечувати майбутніх учасників тривалих місячних місій свіжими продуктами харчування в умовах, де традиційне землеробство неможливе в принципі.

Чому Місяць — найскладніший «город» у Сонячній системі

Місячне середовище є сукупністю екстремальних факторів, кожен з яких сам по собі робить вирощування рослин неможливим. Температура на поверхні Місяця різко коливається протягом місячної доби, атмосфера практично відсутня, запаси води вкрай обмежені, а космічне випромінювання становить серйозну загрозу для живих організмів. Проста висадка рослин у місячний ґрунт (реголіт) не працює: у ньому немає органіки, він містить токсичні сполуки та не утримує вологу. Тому необхідні повністю контрольовані системи вирощування, що функціонують автономно від природних умов навколишнього середовища — зі штучним освітленням, замкненим циклом подачі поживних розчинів та захистом від радіації.

Концепція LAM-GTD: теплиця, інтегрована з житловим модулем

Ключова ідея демонстратора LAM-GTD полягає в тому, щоб напряму пов'язати модуль теплиці з імітованим житловим і робочим сектором для астронавтів. Такий підхід дозволяє дослідникам не лише вивчати ріст рослин в ізольованому середовищі, а й перевіряти, як теплиця та житловий модуль можуть забезпечувати один одного ресурсами — киснем, водою, органічними відходами. Планований демонстратор спочатку буде повністю створений і протестований на Землі. До 2032 року партнери мають намір ухвалити рішення про те, чи буде він справді побудований у повному обсязі та в якому саме вигляді.

Від ISS до Місяця: накопичений досвід NASA

Американська NASA вже провела безліч відповідних експериментів на Міжнародній космічній станції. На борту ISS вирощували, зокрема, салат, китайську капусту та стручки чилі. Ці випробування підтвердили, що рослини можуть розвиватися в умовах мікрогравітації при штучному освітленні та контрольованому водопостачанні. Наступний крок — перехід від невеликих установок на ISS до значно більших і складніших систем вирощування, які здатні забезпечувати цілі екіпажі протягом тривалих місій, зокрема на місячній поверхні.

EDEN ISS в Антарктиді: репетиція в екстремальних умовах

Німецький партнер DLR спирається на досвід попередніх проєктів, передусім теплиці EDEN ISS, яка кілька років працювала в Антарктиді. З 2018 по 2023 рік дослідники експлуатували спеціально розроблену теплицю всього за кілька сотень метрів від німецької наукової станції «Ноймайєр III». В екстремальних умовах вони вирощували свіжі овочі без ґрунту та природного сонячного світла: світлодіодні лампи, штучні поживні розчини та складна система зрошення дозволили збирати врожай салату, помідорів, огірків, редиски та навіть полуниці. Усього за період експлуатації було отримано близько однієї тонни свіжих овочів. Антарктида, звісно, не Місяць, але ці локації мають важливу схожість: постачання ускладнене, природні умови суворі, і помилки в роботі систем швидко можуть обернутися критичними проблемами.

Не лише для астронавтів: застосування на Землі

Дослідження в межах LAM-GTD цікаві не лише для майбутніх місячних місій. На Землі існують регіони, де вирощувати їжу вкрай складно: посушливі пустелі, райони з обмеженими водними ресурсами, зони з деградованими ґрунтами. Технології, що дозволяють забезпечувати рослини мінімальними обсягами води, енергії та простору, можуть бути застосовні й там. Контрольовані тепличні системи також сприяють точнішому виробництву продуктів харчування з меншим використанням засобів захисту рослин. Отже, погляд за межі Землі здатний принести знання, які допоможуть знаходити нові підходи до продовольчої безпеки й на власній планеті.