Как в космосе космонавты питаются: Как питаться в космосе — Интернет магазин мебели "МебПилот.ру"

Разное

Содержание

Питание космонавтов — что едят космонавты?

Под космическим питанием подразумеваются продукты, над созданием и обработкой которых трудились лучшие ученые, повара и инженеры разных стран. Условия низкой гравитации предъявляют свои требования к этому аспекту и то, над чем человек на земле может не задумываться, создает определенные сложности при полете в космосе.

Отличие от земной еды

Обычная хозяйка каждый день проводит у плиты, стараясь побаловать своих домашних чем-нибудь вкусненьким. Космонавты лишены такой возможности. В первую очередь проблема стоит не сколько в питательности и вкусовых качествах пищи, сколько в ее весе.

Ежедневно человеку на борту космического корабля требуется около 5,5 кг пищи, воды и кислорода. Учитывая, что что команда состоит из нескольких человек и их полет может продолжаться в течение года, необходим принципиально новый подход к организации питания космонавтов.

Что едят космонавты? Высококалорийные, удобные для приема и вкусные продукты. Дневной рацион космонавта РФ составляет 3200 Ккал. Его разбивают на 4 приема пищи. Вследствие того, что цена на доставку грузов в космос очень высока – в пределах 5–7 тыс. долларов за 1 кг веса, разработчики питания в первую очередь преследовали цель снизить его тяжесть. Этого удалось достичь с помощью специальной технологии.

Если всего пару десятков лет назад еда космонавтов упаковывалась в тюбики, то сегодня в вакуумную упаковку. Сначала пищу обрабатывают в соответствии с кулинарным рецептом, затем быстро замораживают в жидком азоте, а после разделяют на порции и помещают в вакуум.

Температурные условия, создаваемые там и уровень давления таковы, что это позволяет сублимировать из замороженной пищи лед и переводить его в парообразное состояние. Так продукты обезвоживаются, но их химический состав остается прежним. Это позволяет уменьшить вес готового блюда на 70% и значительно расширить рацион космонавтов.

Что можно есть космонавтам?

Если на заре эры космонавтики жители кораблей питались только несколькими видами пресных жидкостей и пастами, что не самым лучшим образом отражалось на их самочувствии, то сегодня все изменилось. Питание космонавтов стало более содержательным.

В рацион включили мясо с овощами, крупами, черносливом, жаркое, котлеты, картофельные оладьи, свинину и говядину в брикетах, бифштекс, индейку под соусом, шоколадные пирожные, сыр, овощи и фрукты, супы и соки – сливовый, яблочный, смородиновый.

Все, что нужно сделать человеку на борту – залить содержимое тары подогретой водой и можно подкрепляться. Жидкость космонавты потребляют из специальных стаканов, из которых ее получают путем высасывания.

К космической еде, которая осталась в рационе еще с 60-х годов, можно отнести украинский борщ, антрекоты, говяжий язык, куриное филе и специальный хлеб. Рецепт последнего создавался с учетом того, чтобы готовый продукт не крошился.

В любом случае, прежде чем добавить какое-то блюдо в меню, его дают сначала попробовать самим космонавтам. Они оценивают его вкусовые качества по 10-тибальной шкале и если оно получит меньше 5-ти баллов, то из рациона его исключают.

Таким образом в последние годы меню пополнилось сборной солянкой, тушеными овощами с рисом, грибным супом, греческим салатом, салатом из зеленой фасоли, омлетом с куриной печенью, курицей с мускатным орехом.

Что категорически нельзя есть

Категорически нельзя есть пищу, которая сильно крошится. Крошки разлетятся по всему кораблю и могут оказаться в дыхательных путях его обитателей, вызвав в лучшем случае кашель, а в худшем воспаление бронхов или легких.

Парящие в атмосфере капли жидкости также представляют угрозу жизни и здоровья. Если они попадут в дыхательные пути, человек может захлебнуться. Именно поэтому космическую еду упаковывают в специальную тару, в частности, тюбики, которые предупреждают ее рассыпание и разливание.

Питание космонавтов в космосе не предусматривает употребление бобовых, чеснока и других продуктов, способных вызывать повышенное газообразование. Дело в том, что на корабле отсутствует свежий воздух. Чтобы не испытывать трудности с дыханием, его постоянно очищают, а дополнительная нагрузка в виде газов космонавтов создаст нежелательные сложности.

Рацион питания

Ученые, разрабатывающие еду для космонавтов, постоянно совершенствуют свои идеи. Не секрет, что в планах долететь до планеты Марс, а это потребует создания принципиально новых разработок, ведь миссия может продлиться не один год. Логичным выходом из положения считают появление на корабле своего собственного огорода, на котором можно было бы возделывать фрукты, овощи.

Еще знаменитый К.Э. Циолковский предлагал использовать в полетах некоторые земные растения, которые наделены большой производительностью, в частности, водоросли. К примеру, хлорелла может за сутки увеличить свой объем в 7–12 раз, используя для этого солнечную энергию. При этом водоросли в процессе жизнедеятельности осуществляют создание и синтез белков, жиров, углеводов и витаминов.

Но это еще не все. Дело в том, что они могут перерабатывать выделяемые человеком и животными экскременты. Таким образом на корабле создается отдельная экосистема, где одновременно очищаются продукты выделения и создаются необходимая еда в космосе.

Такая же технология положена в решение водной проблемы. Соответствующим образом переработанную и очищенную, ее можно использовать повторно для своих нужд.

Космические «долгожители». Кто из российских космонавтов дольше всех был наедине со Вселенной?

Для человека провести в космосе час, день, месяц – это подвиг. За шесть с небольшим десятилетий освоения космоса таких подвигов ради науки и будущего человечества было совершено немало. Но первыми рекордсменами по длительности пребывания как в космических аппаратах на орбите, так и в открытом космосе, стали советские космонавты. И российские космонавты продолжают ставить мировые рекорды.

Рекордсмены невесомости

Абсолютный мировой рекордсмен по космическим командировкам – Герой России, полковник Геннадий Иванович Падалка, уроженец города Краснодара.

За пять полетов он провел в космосе в общей сложности 878 суток.

Свой дебютный полет Геннадий Падалка совершил в качестве командира экипажа 13 августа 1998 года и находился в космосе до 28 февраля 1999 года. Последний его полет состоялся в 2015 году, во время которого Геннадий не только установил мировой рекорд, но и совершил юбилейный десятый выход в открытый космос, пробыв

наедине со Вселенной пять с половиной часов.

До 2015 года в течение десятилетия рекордсменом Земли по суммарному времени пребывания в космосе был Герой Советского Союза и Герой РФ Сергей Константинович Крикалев.

Его свершение — 803 дня за шесть полетов в космос.

Наиболее интересным был его второй полет, начавшийся в 1990 году. Проведя на станции «Мир» почти 312 дней, Крикалев вернулся домой в марте 1992 года. За время его пребывания на орбите на Земле все поменялось — улетал он из Советского Союза, а вернулся уже в Российскую Федерацию.

Третий результат в истории российской космонавтики и пятый в мире принадлежит Герою России Aлeкcaндpу Юpьeвичу Kaлepи.

Продолжительность его пяти космических экспедиций

составляет 759 суток

За этот подвиг он был нaгpaждeн не только российскими opдeнaми, но и мeдaлями HACA. Eму пepвoму пpиcвoeнo звaниe «Лeтчик-кocмoнaвт Pоссийской Федерации».

Врач-космонавт Валерий Владимирович Поляков дважды побывал в космосе: 240 суток в 1988-89 годах плюс 438 суток в 1994-95 годах.

Уже после первого полета он получил звание Героя Советского Союза, Орден почетного легиона во Франции и множество других наград. Вторая экспедиция стала рекордной: за одну экспедицию дольше Валерия Полякова в космосе не находился никто. Это достижение принесло ему звание Героя России и навсегда вписало в историю мировой космонавтики.

Рекордсменом по количеству выходов и суммарной продолжительности работы в открытом космосе стал советский и российский космонавт Анатолий Яковлевич Соловьев.

За свои 5 экспедиций налетал 651 день. За 16 выходов космонавт провел вне станции 82 часа 21 минуту.

До сих пор это является абсолютным мировым рекордом, хотя последний раз Соловьев надевал скафандр в 1997 -1998 годах, когда был командиром ОК «Мир».

ТОП-5 российских космонавтов, дольше всех пробывших на космической орбите.

Космические командировки

В последние годы стали привычными пилотируемые экспедиции в космос продолжительностью 6-8 месяцев.

Именно за такой срок можно эффективно провести запланированные исследования и выполнить программы экспериментов.

Как ни удивительно, но непосредственно

изучением космоса на орбите занимаются меньше всего. Эти исследования доступны и с Земли с помощью информации, получаемой со спутников. Так какую же работу выполняют космонавты?

Биологи и физиологи изучают влияние невесомости на человеческий организм, изменения, которые происходят после длительного пребывания в условиях микрогравитации. Обычно на МКС обитает небольшой «зверинец» из нескольких мышей, крыс, морских свинок, рыбок или насекомых. На них испытывают физиологические процессы, выясняют, каким получается потомство, рожденное в космосе.

Кроме того, космонавты изучают мутации бактерий, растят мини-огороды, наблюдая за развитием растений под действием постоянного космического излучения и все той же невесомости. Также на борту постоянно проводятся различные физические и химические эксперименты.

Чтобы справиться с такой работой, космонавты проходят специальную подготовку, и не только физическую, но и психологическую. Ведь человеческий фактор никто не отменял, тем более – в замкнутом пространстве.

На долгие недели орбита Земли становится местом для жизни, а космический корабль – и офисом, и домом.

Профессия космонавта относится к группе повышенного риска. Нагрузки, действующие на космонавта в течение всего полета, похожи на эмоционально-психологические воздействия в условиях хронического стресса делового человека.

В длительных полетах медицинская аппаратура постоянно контролирует физиологические функции всех систем организма космонавтов. Чтобы поддерживать здоровье во время полета и быстро реадаптироваться после возвращения на Землю, им приходится проводить интенсивные физические упражнения на тренажерах и носить специальные нагрузочные костюмы.

Без бортового врача не обходится ни одна длительная космическая экспедиция. Он же, по мере возможности, выполняет функции психотерапевта.

Космическая коммуналка

На орбитальных станциях космонавтам постоянно приходится преодолевать массу сложностей, о которых на Земле никто даже не задумывается. Например, нельзя уронить ни крошки, ведь в условиях невесомости мелкая твердая частица или капелька жидкости может попасть в дыхательные пути.

Не так-то просто поесть-попить. На смену тюбикам пришли легкие пакетики с сублимированной едой, в которые нужно только добавить горячей воды, чтобы продукт стал объемным. Хлеб упаковывают маленькими кусочками на один укус. Чтобы не питаться в подвешенном состоянии, на столах есть специальные фиксаторы для ложек и вилок.

По нормативам космонавт может использовать 2,2 литра воды в сутки. Но только 0,75 литра из них он выпивает.

В целом с отправлением естественных потребностей человека в космосе весьма непросто. Достаточно вспомнить «драму» на МКС в конце 2019 года, когда на борту не работали оба туалета – в российском и американском модулях. Астронавты были вынуждены пользоваться «памперсами». А затем из-за ремонта в туалете американского сегмента возникла довольно напряженная ситуация.

Когда-то на орбитальных станциях был замкнутый круговорот воды – мочу перерабатывали и снова использовали жидкость.

На современных МКС есть система водоснабжения, но вода в космосе остается одной из самых больших проблем.

Помыться в подвешенном состоянии довольно сложно, ведь вода не стекает по телу, а тоже висит, и все капли нужно собрать. Обычно космонавты обтираются влажными салфетками. Но в длительных экспедициях одними полотенцами не обойтись.

Со временем изобрели «космическую баню», в которой благодаря особой конструкции чистая вода растекается по телу, а грязная уходит на очищение и потом вновь используется.

Вода подается сверху с сильнейшим потоком воздуха. Когда космонавты используют это приспособление, они должны дышать через специальную трубку и надевать защитные очки.

Космонавты никогда не стирают одежду, а просто собирают накопившееся грязное белье в специальный контейнер, который потом выводится с корабля и сгорает в атмосфере.

На борту носят обычные вещи, чаще из хлопка, сшитые индивидуально на каждого члена экипажа.

На костюмах много карманов, чтобы инструменты при работе не разлетались по всей станции.

Для удобства передвижения во всех помещения установлено множество поручней. Члены экипажа спят в кабинках-шкафчиках, фиксируя тело.

Вопросы гигиены и комфорта – не единственные проблемы обитателей космических станций.

На орбите радиационный фон в сотни раз выше, чем на поверхности Земли.

Космонавт серьезно облучается при работе в открытом космосе или при вспышках солнца. Длительные полеты наносят существенный удар по здоровью покорителей космоса. Но российские космонавты научились держать этот удар.

#Олег Котов. Интервью с космонавтом

Даже если вы никогда не мечтали полететь в космос и совершенно равнодушны к звездному небу, разговор с настоящим космонавтом производит сильное впечатление. Ведь это как поговорить с Суперменом или Сверхчеловеком. Это мотивирует и вдохновляет на то, чтобы заняться спортом или прочитать о научных открытиях, подумать о вечном и главном, попробовать посмотреть на человечество с другой стороны, и, в конце концов, приподняться над суетой и выйти за грани привычного. Только представьте, из семи миллиардов землян в космосе побывало всего 565 человек. Что бы вы спросили у них?

Мы попытались предугадать наиболее интересные вопросы и побеседовали с Героем РФ, сотым космонавтом России с суммарной продолжительностью нахождения в космосе 526 дней и шестью выходами в открытый космос Олегом Котовым.

Все знают, что в космосе вся еда в тюбиках. Как питаются космонавты?

Тюбики остались в прошлом. В наше время часть космической еды – из обычного магазина. Продукты перепаковываются в пластиковые пакеты для употребления в невесомости. Например, соленые огурцы можно переложить из стеклянной банки в герметичный пластик и отправить на станцию. Также используется сублимированная пища – сухая еда, которую надо разбавлять водой. Залил – подождал – размешал – съел. Или еда в консервных банках. Открываешь консервным ножом и ешь.

Рацион питания космонавтов – это вкусно или так себе?

Очень вкусно. Единственный минус – разнообразие. Раз в шестнадцать дней стандартный набор еды повторяется. Система питания организована таким образом, чтобы космонавты получали сбалансированный питательный рацион. Всё просчитано. Но если хочется чего-нибудь вкусненького – есть бонусные контейнеры, которые приходят раз в месяц. Там и анчоусы, и креветки в вакууме, и фрукты консервированные, иногда даже черная икра. Ассортимент выбирает каждый космонавт для себя. На Новый год группа психологической поддержки присылает сладости, конфеты.

Можно ли услышать в космосе тишину?

В космосе всё время шумно, так как беспрерывно работают вентиляторы, приборы, насосы. Грубо говоря, станция – это металлическая конструкция, которая резонирует, звук отражается от стен. Во время сна используются беруши и шумоподавляющие наушники.

А чем пахнет космос?

Электрической сваркой. Вернее сказать, так пахнет не космос, а скафандр, когда открываешь люк и возвращаешься из космоса, потому что происходит ионизация поверхности. А, вообще, станция – закрытое пространство, поэтому свежего воздуха не хватает.

Кстати, про закрытое пространство: я где-то слышала, что при подготовке космонавтов закрывают в комнате, куда не проникает свет или звук извне. Это верно?

Верно, эта комната называется «сурдокамерой». И в нее помещают на пять суток. У тебя есть только сигнальное табло, приборы, компьютер и задания, которые надо выполнять. Все это время за тобой наблюдают – психологи оценивают тебя в режиме онлайн. Самое интересное начинается, когда запускается «режим непрерывной деятельности»: 64 часа нельзя спать – три дня и две ночи. В полной тишине. И главное – самому себе не дать заснуть. Это один из самых сложных тестов.

А какой у вас был действенный метод не заснуть?

Заниматься физическими упражнениями. Некоторые поют песни, читают вслух… Некоторые не выдерживают такого испытания.

На станции команда из шести человек. Как в течение длительного времени – шести месяцев – находить со всеми общий язык? Бывали ли у вас случаи, что вы с кем-то ссорились?

В моей практике таких случаев не было, а, вообще, конечно, все может быть. Если что-то напрягает, лучше разойтись по разным углам и «перекипеть». Ведь в космосе дверью не хлопнуть и не уйти. Космонавты проходят серьезный отбор, они умеют адаптироваться к ситуациям. Кроме того, экипаж «Союза» формируется за два с половиной года до полета. В течение этого времени люди вместе тренируются, летают в командировки, проходят «курс выживания», работают, даже дружат семьями. Перед полетом есть возможность «притереться». А если вдруг между людьми возникает антипатия, они честно приходят и говорят: «Я с ним не полечу, поменяйте».

На каком языке общаются члены экипажа из разных стран?

Официальный язык общения в космосе – английский. Но разговаривают все на смеси русского и английского, потому что космонавты из Америки, Европы, Канады, Японии учат и русский язык тоже. Получается так называемый «руинглиш» («RuEnglish»).

Как в космосе принимать душ?

Это невозможно – вода в невесомости не падает сверху вниз. Космонавты обтираются влажными полотенцами с моющим средством. Особенно сложно женщинам-космонавтам с длинными волосами. Стригут космонавты друг друга сами, используя обычную машинку, соединенную с пылесосом, чтобы не позволять волосам разлетаться по станции.

А как со спортом обстоят дела в космосе?

Это обязательно. Беговая дорожка, велотренажер и силовой тренажер. Для каждого космонавта написана программа тренировок. Раз в месяц проводится тест на выявление уровня физической работоспособности: покрутить на время педали, пробежать. Честно говоря, на Земле я никогда столько спортом не занимался, сколько в космосе! По два с половиной часа без выходных.

Я знаю, вы сделали много фотографий в космосе. Расскажите подробнее про это увлечение.

Космическое фотографирование – это творчество, для которого требуется не только вдохновение, но и терпение. Например, захотелось найти и сфотографировать Иерусалим. Станция пролетает над ним не каждый день. Возможно, потребуется ждать месяц, пока выпадет случай. Кроме того, время пролета над каждым участком суши – 20 секунд. За эти секунды надо найти, увидеть, опознать, сфотографировать. Настоящая фотоохота!

А какие сны снятся в космосе?

Земные. Но бывают и странные: однажды в космосе мне приснился сон, что я полетел в космос. А, вообще, спать в невесомости не удобно – это не удобные капсулы,

Сельское хозяйство в космосе / Хабр

Человечеству потребовались все знания, собранные учёными за сотни лет, чтобы начать космические полёты. И тогда человек столкнулся с новой проблемой — для колонизации других планет и дальних перелётов нужно разработать замкнутую экосистему, в том числе — обеспечить космонавтов едой, водой и кислородом. Доставлять еду на Марс, который находится за 200 миллионов километров от Земли, дорого и сложно, логичнее будет найти такие способы производства продуктов, которые легко реализовать в полёте и на Красной планете.

Как на семена влияет микрогравитация? Какие овощи будут безвредны, если их вырастить в богатой тяжёлыми металлами почве Марса? Как обустроить плантацию на борту космического корабля? Учёные и космонавты уже более пятидесяти лет ищут ответы на эти вопросы.

На иллюстрации — российский космонавт Максим Сураев обнимает растения в установке «Лада» на борту Международной космической станции, 2014 год.

Константин Циолковский в «Целях звездоплавания» писал: «Вообразим себе длинную коническую поверхность или воронку, основание или широкое отверстие которой прикрыто прозрачной шаровой поверхностью. Она прямо обращена к Солнцу, а воронка вращается вокруг своей длинной оси (высоты). На непрозрачных внутренних стенках конуса — слой влажной почвы с насаженными в ней растениями». Так он предлагал искусственно создавать гравитацию для растений. Растения должны быть подобраны плодовитые, мелкие, без толстых стволов и не работающих на солнце частей. Так колонизаторов можно частично обеспечить биологически активными веществами и микроэлементами и регенерировать кислород и воду.

В 1962 году главный конструктор ОКБ-1 Сергей Королёв ставил задачу: «Надо бы начать разработку «Оранжереи (ОР) по Циолковскому», с наращиваемыми постепенно звеньями или блоками, и надо начинать работать над «космическими урожаями».

Рукопись К.Э. Циолковского «Альбом космических путешествий», 1933 год. Источник

СССР вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли 4 октября 1957 года, спустя двадцать два года после смерти Циолковского. Уже в ноябре того же года в космос отправили дворняжку Лайку, первую из собак, которые должны были открыть путь в космос людям. Лайка погибла от перегрева всего за пять часов, хотя полёт рассчитали на неделю — на это время хватило бы кислорода и еды.

Полёт Белки и Стрелки в августе 1960 года был более успешен и для собак, и для сопровождающих их животных — сорока мышей и двух крыс. Вместе с этим «Ноевым ковчегом» советские учёные отправили в космос семена кукурузы, пшеницы, гороха и лука. На Землю вся команда спустилась в контейнере, разработанном для будущих полётов человека. Но этого было мало — заниматься сельским хозяйством в космосе должен был начать человек.

Собака Лайка, первая собака на орбите Земли

В книге «Космос — землянам» лётчик-космонавт, член экспедиции «Союз-3» Георгий Береговой писал о том, что человеку свойственно ощущать причастность к земной природе, где бы он ни был: «Но когда оказываешься за пределами родной планеты, это воспринимается особенно остро. Обратите внимание, с каким волнением и теплотой рассказывают космонавты о том, как выглядит Земля с высоты орбиты. Ну а если вместе с ними путешествует в безжизненной пустоте космоса кусочек живого мира, то забота о «земляках» становится прямо-таки нежной. Даже когда эти «земляки» — зеленые стебли обыкновенного гороха. Именно его, кстати, выращивали на «Салюте-4» А. Губарев и Г. Гречко, а затем вновь посадили участники следующей экспедиций — П. Климук и В. Севастьянов».

На орбитальной станции «Салют-4», запущенной в 1974 году, была установка «Оазис» для культивирования растений в невесомости. Георгий Гречко писал в книге «Космонавт №34», что работа с системой была одним из самых интересных экспериментов в его полёте. Установка была гидропоническая, земли не было, горошины должны были прорастать в пропитанной марле. Вскоре после начала работы с «Оазисом» космонавт заметил, что в одну кювету вода не поступает, а в другую поступает слишком обильно, заставляя горошины подгнивать. Из установки срывались огромные капли воды, за которыми Гречко гонялся по станции с салфетками. Он отрезал шланг и стал поливать горошины вручную, пока несколько часов возился с аппаратом.

Космонавт признаётся, что из-за ненависти к биологии в школе чуть не загубил эксперимент. Он посчитал, что ростки путаются в ткани, растут неправильно, и освободил их от марли, но это не помогало. Оказалось, что он перепутал корешки со стеблями.

Эксперимент завершился успешно. Впервые в космосе растения прошли цикл от семени до взрослого стебля гороха. Но из 36 зерен взошли и выросли только три.

«Оазис-1» в Мемориальном музее космонавтики. Источник

Учёные предположили, что проблема возникла из-за генетически заложенной ориентации — проросток должен тянуться к свету, а корень — в противоположную сторону. Они усовершенствовали «Оазис», и следующая экспедиция взяла на орбиту новые семена.

Лук вырос. Виталий Севастьянов сообщил на Землю, что стрелки достигли десяти-пятнадцати сантиметров. «Какие стрелки, какого лука? Понимаем, это шутка, мы же вам давали горох, а не луковицы», — говорили с Земли. Бортинженер ответил, что из дома космонавты прихватили две луковицы, чтобы посадить их сверх плана, и успокоил учёных — горошины почти все взошли.

Но растения отказывались цвести. На этой стадии они погибали. Такая же судьба ждала тюльпаны, которые в установке «Лютик» на Северном полюсе распустились, а в космосе — нет.

Зато лук можно было есть, что успешно делали в 1978 году космонавты В. Коваленок и А. Иванченков: «Вот хорошо поработали. Может быть, теперь нам в награду и луковицу разрешат съесть».

Техника — молодёжи, 1983-04, страница 6. Горох в установке «Оазис»

Космонавты В. Рюмин и Л. Попов в апреле 1980 года получили установку «Малахит» с цветущими орхидеями. Орхидеи крепятся в коре деревьев и в дуплах, и учёные посчитали, что они могут быть менее подвержены геотропизму — способности органов растений располагаться и расти в определённом направлении относительно центра земного шара. Цветки через несколько дней опали, но при этом у орхидей образовались новые листья и воздушные корни. Ещё чуть позже советско-вьетнамский экипаж из В. Горбатко и Фам Туай привёзли с собой подрощенный арабидопсис.

Растения не хотели цвести. Семена всходили, но, например, орхидея не зацвела в космосе. Учёным нужно было помочь растениям справиться с невесомостью. Это делали в том числе с помощью электростимуляции корневой зоны: учёные считали, что электромагнитное поле Земли может влиять на рост. Ещё один способ предполагал описанный Циолковским план по созданию искусственной гравитации — растения выращивались в центрифуге. Центрифуга помогла — ростки ориентировались вдоль вектора центробежной силы. Наконец космонавты добились своего. В «Светоблоке» зацвёл Арабидопсис.

Слева на изображении ниже — оранжерея «Фитон» на борту «Салют-7». Впервые в этой орбитальной оранжерее Резуховидка Таля (Арабидопсис) прошла полный цикл развития и дала семена. Посредине — «Светоблок», в которой на борту «Салют-6» Арабидопсис впервые зацвёл. Справа — бортовая оранжерея «Оазис-1А» на станции «Салют-7»: она была оснащена системой дозированного полуавтоматического полива, аэрации и электростимулирования корней и могла перемещать вегетационные сосуды с растениями относительно источника света.

«Фитон», «Светоблок» и «Оазис-1А»

Установка «Трапеция» для исследования роста и развития растений. Источник

Наборы с семенами

Бортовой журнал станции «Салют-7», зарисовки Светланы Савицкой

На станции «Мир» была установлена первая в мире автоматическая оранжерея «Свет». Российские космонавты в 1990-2000-х годах провели в этой оранжерее шесть экспериментов. Они растили салаты, редис и пшеницу. В 1996-1997 годах Институт медико-биологических проблем РАН планировал вырастить семена растений, полученные в космосе — то есть поработать с двумя поколениями растений. Для эксперимента выбрали гибрид дикой капусты высотой около двадцати сантиметров. У растения был один минус — космонавтам нужно было заниматься опылением.

Результат был интересный — семена второго поколения в космосе получили, и они даже взошли. Но растения выросли до шести сантиметров вместо двадцати пяти. Маргарита Левинских, научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН, рассказывает, что ювелирную работу по опылению растений выполнял американский астронавт Майкл Фоссум.

Видео Роскосмоса о выращивании растений в космосе. На 4:38 — растения на станции «Мир»

В апреле 2014 года грузовой корабль Dragon SpaceX доставил на Международную космическую станцию установку для выращивания зелени Veggie, а в марте астронавты начали тестировать орбитальную плантацию. Установка контролирует свет и поступление питательных веществ. В августе 2015 в меню астронавтов включили свежую зелень, выращенную в условиях микрогравитации.

Выращенный на Международной космической станции салат

Так плантация на космической станции может выглядеть в будущем

В российском сегменте Международной космической станции действует оранжерея «Лада» для эксперимента «Растения-2». В конце 2016 или начале 2017 года на борту появится версия «Лада-2». Над этими проектами работает Институт медико-биологических проблем РАН.

Космическая растениеводство не ограничивается экспериментами в невесомости. Человеку для колонизации других планет придётся развивать сельское хозяйство на грунте, который отличается от земного, и в атмосфере, имеющей иной состав. В 2014 году биолог Майкл Маутнер вырастил спаржу с картофелем на метеоритном грунте. Чтоб получить пригодную для выращивания почву, метеорит был размолот в порошок. Опытным путём он сумел доказать, что на грунте внеземного происхождения могут произрасти бактерии, микроскопические грибы и растения. Материал большинства астероидов содержит фосфаты, нитраты и иногда воду.

Спаржа, выросшая на метеоритном грунте

В случае с Марсом, где много песка и пыли, измельчение породы не понадобится. Но возникнет другая проблема — состав почвы. В грунте Марса есть тяжёлые металлы, повышенное количество которых в растениях опасно для человека. Учёные из Голландии имитировали марсианскую почву и с 2013 года вырастили на ней десять урожаев нескольких видов растений.

В результате эксперимента учёные выяснили, что содержание тяжёлых металлов в выращенных на имитированном марсианском грунте горохе, редисе, ржи и помидорах не опасно для человека. Картофель и другие культуры учёные продолжают исследовать.

Исследователь Вагер Вамелинк инспектирует растения, выращиваемые на имитированной марсианской почве. Фото: Joep Frissel/AFP/Getty Images

Содержание металлов в урожае, собранном на Земле и на симуляциях почвы Луны и Марса

Одной из важных задач является создание замкнутого цикла жизнеобеспечения. Растения получают углекислый газ и отходы жизнедеятельности экипажа, взамен отдают кислород и производят еду. Учёные проверяли возможность использования в пищу одноклеточной водоросли хлореллы, содержащей 45% белка и по 20% жиров и углеводов. Но эта в теории питательная еда не усваивается человеком из-за плотной клеточной стенки. Существуют способы решения данной проблемы. Можно расщеплять клеточные стенки технологическими методами, используя термообработку, мелки помол или другие способы. Можно брать с собой разработанные специально для хлореллы ферменты, которые космонавты будут принимать с едой. Учёные могут и вывести ГМО-хлореллу, стенку которой человеческие ферменты смогут расщепить. Хлореллой для питания в космосе сейчас не занимаются, но используют в замкнутых экосистемах для производства кислорода.

Эксперимент с хлореллой проводили на борту орбитальной станции «Салют-6». В 1970-е годы ещё считали, что пребывание в микрогравитации не оказывает отрицательного влияния на человеческий организм — слишком было мало информации. Изучить влияние на живые организмы пытались и с помощью хлореллы, жизненный цикл которой длится всего четыре часа. Её удобно было сравнивать с хлореллой, выращенной на Земле.

Источник

Прибор ИФС-2 предназначался для выращивания грибов, культур тканей и микроорганизмов, водных животных. Источник

С 70-х годов в СССР проводили эксперименты по замкнутым системам. В 1972 году началась работа «БИОС-3» — эта система действует и сейчас. Комплекс оснащён камерами для выращивания растений в регулируемых искусственных условиях — фитотронами. В них выращивали пшеницу, сою, салат чуфу, морковь, редис, свёклу, картофель, огурцы, щавель, капусту, укроп и лук. Учёные смогли достичь почти на 100% замкнутый цикл по воде и воздуху и до 50-80% — по питанию. Главные цели Международного центра замкнутых экологических систем — изучить принципы функционирования таких систем различной степени сложности и разработать научные основы их создания.

Одним из громких экспериментов, симулирующих перелёт к Марсу и возвращение на Землю, был «Марс-500». В течение 519 дней шесть добровольцев находились в замкнутом комплексе. Эксперимент организовали Рокосмос и Российская академия наук, а партнёром стало Европейское космическое агентство. На “борту корабля” были две оранжереи — в одной рос салат, в другой — горох. В данном случае целью было не вырастить растения в приближенных к космическим условиям, а выяснить, насколько растения важны для экипажа. Поэтому дверцы оранжереи заклеили непрозрачной плёнкой и установили датчик, фиксирующий каждое открывание. На фото слева член экипажа «Марс-500» Марина Тугушева работает с оранжереями в рамках эксперимента.

Ещё один эксперимент на «борту» «Марс-500» — GreenHouse. В видео ниже член экспедиции Алексей Ситнев рассказывает об эксперименте и показывает оранжерею с различными растениями.

У человека будет много шансов умереть на Марсе. Он рискует разбиться при посадке, замёрзнуть на поверхности или же просто не долететь. И, конечно, умереть от голода. Растениеводство необходимо для образования колонии, и учёные и космонавты работают в этом направлении, показывая удачные примеры выращивания некоторых видов не только в условиях микрогравитации, но и в имитированном грунте Марса и Луны. У космических колонистов определенно будет возможность повторить успех Марка Уотни.