Растения в закрытых системах и в космических кораблях

В гл. 14 было рассмотрено выращивание растений при искусственном освещении и при снабжении их минеральными веществами методом питательных пленок. Выращивание растений таким способом, несмотря на его сложность и высокую стоимость, будет расширяться, особенно в таких районах, как Аляска, где вегетационный период слишком короткий или слишком холодный, а стоимость перевозки так велика, что цена овощей оказывается невероятно высокой. Преимущества этого метода состоят в возможности создавать условия, при которых достигаются максимальная скорость роста и наивысшая урожайность в сочетании с совершенно закрытой средой, свободной от вредителей и возбудителей болезней. Развитие исследований в этом направлении естественным образом привело к мысли о возможности выращивания растений на космических станциях, за пределами воздействия гравитационного поля Земли.

В наши дни путешествия и жизнь в космосе стали реальностью. После того как были совершены посадки на Луну, стало ясно, что человек неизбежно будет пытаться проникнуть и дальше. Когда он устремится к другим планетам, то космические путешествия будут продолжаться не несколько дней или недель, а многие месяцы и годы. Если при коротких путешествиях всю необходимую пищу и воду можно захватить с Земли, то для путешествий на большие расстояния или для постоянных космических станций потребуются более независимые и замкнутые системы жизнеобеспечения. Растения, очевидно, будут служить ценным и, вероятно, важнейшим компонентом такой системы, потому что они могут обеспечить не только постоянное снабжение пищей, но и переработку продуктов выделения человека. Люди, совершающие космическое путешествие, будут поглощать при дыхании кислород и выдыхать углекислый газ; зеленые растения при помощи фотосинтеза совершают обратный процесс. Продукты выделения человека могут частично удовлетворить потребности растений в питательных веществах, а выделяемая ими при транспирации вода, соответствующим образом конденсированная, могла бы служить питьевой водой для людей. В настоящее время на Земле уже проводятся эксперименты в замкнутых капсулах, с тем чтобы показать возможность успешного функционирования таких закрытых систем.

Растения в космосе можно было бы выращивать примерно так же, как и в регулируемых средах, создаваемых на Земле, внеся в этот метод некоторые изменения. Освещение будет создаваться электрическими лампами, а необходимую для этого энергию будут поставлять солнечные элементы, находящиеся вне космического корабля. Хотя растения будут находиться в среде, свободной от действия гравитационных сил, на их ориентацию в пространстве могут влиять слабые центробежные силы; ориентации растений может также способствовать фототропизм. Для того чтобы удерживать воду вокруг корней, можно использовать искусственное поле центробежных сил или же в отсутствие гравитации помещать корни в запаянные сосуды, так чтобы наружу выступали только побеги. Кроме того, может понадобиться улавливать многочисленные выделяемые растениями летучие вещества на фильтры из активированного угля, которые, вероятно, так или иначе будут нужны для очистки воздуха. Для получения пищи, очистки воздуха и переработки отбросов можно использовать также такие одноклеточные водоросли, как хлорелла, выращиваемая в гигантских герметически закрытых освещаемых контейнерах. Возможно, что для увеличения, объемности пищи и ее разнообразия, а также для оптимального использования очистных свойств двух описанных систем будут применяться как одноклеточные водоросли, так и многоклеточные растения.

Освоение космического пространства явилось для нас неожиданным источником новых сведений, которые оказывают влияние на использование человеком растений на Земле. Наблюдения за растительностью, производимые выведенными на околоземные орбиты спутниками с использованием фотографирования при разных длинах волн, позволяют определять характер растительности, степень распространения болезней и крупномасштабные экологические тенденции. На основании полученных таким образом данных можно планировать важные сельскохозяйственные и лесоводческие мероприятия. Наблюдения со спутников пока еще находятся в зачаточном состоянии, и следует ожидать, что в будущем они будут использоваться гораздо шире.