«Росатом» создал трубки для ирригации космической оранжереи на МКС

ВНИИНМ им. Бочвара участвует в проектировании конвейерной оранжереи для Международной космической станции. Специалисты института разработали титановые трубки, которые будут снабжать водой и питательными веществами орбитальный салат.

Оранжерею разрабатывает НИИ космического приборостроения (входит в Объединенную ракетно-космическую корпорацию) совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН. Опытный образец представят в следующем году.

Вращайте барабан

Российская оранжерея уникальная — ​в отличие от аналогов, которые уже побывали на МКС, она будет конвейерной. «Витацикл-Т» состоит из барабана с шестью корневыми модулями. За счет такой конструкции удельная производительность по отношению к потребляемым ресурсам будет больше, чем у зарубежных оранжерей, утверждают разработчики. Растения лучше себя чувствуют в невесомости и равномерно снабжаются светом.

Один сельскохозяйственный цикл — ​от 44 до 66 суток, он включает посадку семян, вегетацию в шести корневых модулях и сборку урожая. Вначале засевают один корневой модуль. Через четыре дня поворачивается барабан и засевается второй модуль. Еще через четыре дня — ​третий и т. д. Через 24 дня срезается урожай из первого корневого модуля — и в него высаживаются новые семена. К концу цикла со всех шести модулей собрали урожай и засеяли заново.

Проектный срок службы космической оранжереи — ​шесть лет. Пока в плане эксперимента — ​выращивание только листьев салата, но потом, возможно, замахнутся и на другие культуры.

Все дело в порах

ВНИИНМ создал для оранжереи пористые титановые трубки, которые отвечают за водоснабжение корневых модулей. У института большой опыт разработки подобных изделий, он много лет изготавливает фильтрующие элементы на основе наноструктурированных пористых металлов для атомной, медицинской, пищевой, химической, электронной промышленности.

«Титановые трубки располагаются в искусственном грунте, — ​рассказывает Максим Шевердяев, начальник отдела специальных неядерных материалов и технологий ВНИИНМ. — ​Трубки выполняют важную роль в системе увлажнения и аэрации. Благодаря ей в системе создается разряжение, и если грунт слишком сухой, то разряжение возрастает до пикового значения. Это служит сигналом для системы: пора подавать воду. Просто полить растения в космосе нельзя: струя превратится в капли, которые разлетятся в разные стороны. А если подавать воду через капиллярную структуру корневого модуля, вода медленно просочится сквозь поры и попадет к корням растений».

ВНИИНМ поставил трубки для опытного образца оранжереи, заказчик подтвердил соответствие их структуры требуемым параметрам и остался доволен качеством. «В ближайшее время НИИ КП проведет наземные испытания корневого модуля с имитацией условий, приближенных к условиям на МКС, — ​говорит Максим Шевердяев. — ​Потом планируется изготовление трубок для космических исследований. Нужно будет порядка 100 единиц в год на период испытаний, они продлятся несколько лет. Такое количество ВНИИНМ может изготавливать своими силами».

Полет кукурузы

Люди изучают, как земные растения ведут себя за пределами планеты, с самого начала космической эры. Первой побывала в космосе кукуруза. Зерна отправились в суборбитальный полет в июле 1946 года на американской ракете V‑2. Соседями кукурузы в той экспедиции были плодовые мушки дрозофилы — ​ученые исследовали воздействие космической радиации на растения и живые организмы. По орбите Земли первыми пролетели традесканция, водоросль хлорелла, семена кукурузы, пшеницы, гороха и лука. Они отправились в космос на втором «Спутнике» в 1960 году, вместе с Белкой и Стрелкой.

Первым растением, зацветшим в космосе и давшим семена, стала резуховидка Таля. Ее захватили в полет космонавты Анатолий Березовой и Валентин Лебедев. Резуховидка распустилась в 1982 году на станции «Салют‑7», в микрооранжерее «Фитон‑3». А в открытый космос первыми вышли семена горчицы, риса, томата, редиса, ячменя, резуховидки и никандры. В 2007–2008 годы они в рамках эксперимента «Биориск» провели 13 месяцев в контейнере на внешней обшивке МКС. Семена томата не выдержали, а остальные сохранили всхожесть, и из них уже на Земле выросли растения.

Дневник цукини

Бум сельско-ракетного хозяйства пришелся на начало XXI века. В российском сегменте Международной космической станции с 2001 года работала оранжерея «Лада», устроенная специалистами НАСА и Института медико-биологических проблем РАН. В разное время члены экипажа МКС в рамках эксперимента «Растение» выращивали редис, ячмень, горох, карликовую пшеницу, сою, картофель и другие культуры. В 2009 году космонавт Максим Сураев делился в блоге на сайте «Роскосмоса» своими успехами в выращивании пшеницы: «Когда салат сажал, нашел оставшиеся от какой-то экспедиции семена пшеницы. И контрабандой их тоже посадил. Думаю, они так по свету соскучились, что решили по-быстренькому расти». В 2010 году эксперимент приостановили.

С декабря 2011 года по июль 2013-го астронавт Дон Петтит в рамках миссий МКС‑30 и МКС‑31 выращивал брокколи, подсолнух и цукини. Он даже вел дневник от имени цукини: «Я взошел, ворвался в этот мир без чьей-либо помощи. Я далеко не красавец, совсем не тот, кто своим видом вселяет трепет в сердце человека. Маленькие мальчики давятся мною за ужином, поэтому отправляются спать без десерта. Я растение неприхотливое и с большой душой. Я цукини — ​и я в космосе».

С 2014 года НАСА проводит на МКС эксперимент Veggie. Латук взошел в оранжерее сразу, ростки заморозили и отправили на Землю. Через год, когда ученые убедились в безопасности межпланетной зелени для здоровья человека, руководство НАСА одобрило еще один эксперимент: астронавты Скотт Келли и Челл Линдгрен впервые попробовали выращенный в космосе урожай.

Пока космическая оранжерея просто способ разнообразить рацион на МКС, но, когда настанет время дальних полетов и колонизации планет, без таких устройств не обойтись. Оранжереи будут обеспечивать колонизаторов не только питанием, но и кислородом.