Спустя десятилетия после того, как последний человек ступил на Луну, НАСА рассматривает возможность создания там постоянной базы или отправки астронавтов на Марс. Для достижения этих целей, однако, потребуется несколько зеленых пальцев.

На фото: Кэри Митчелл и его аспирант Асмаа Мурси наблюдают за ростом растений мидзуны (очень похожих на рукколу) в камере роста в кампусе Университета Пердью. Фото: Том Кэмпбелл.

Стоимость отправки фунта чего-либо на низкую околоземную орбиту оценивается примерно в 10000 долларов, и намного больше, чем за ее пределами. Это делает отправку еды для кормления космонавтов в течение нескольких месяцев чрезвычайно дорогой. Однако, если бы они могли выращивать свою собственную еду и использовать закрытые системы для рециркуляции воды и кислорода, поездки на Луну и Марс стали бы гораздо более осуществимыми.

Вот где появляется Кэрри Митчелл из Purdue. Более 40 лет он возглавлял усилия по улучшению способности человека выращивать пищу в космосе – от улучшения освещения для сельскохозяйственных культур до тестирования способности выращивать листовую зелень, фрукты и овощи, которые будут питать астронавтов. и доволен в своих дальних поездках.

Митчелл начал свою карьеру в Пердью, заинтересовавшись влиянием механических нагрузок на рост растений. Он заметил, что встряхивание томатного растения вызвало его карликовость, а прикосновение к ближней стороне стебля растения привело к его росту к нему. НАСА пригласило его выступить на симпозиуме в 1970-х годах и в конечном итоге познакомило его с новой программой агентства по космической биологии, которая финансировала его исследования в течение длительного периода.

«Тогда мы рассматривали очень простые вопросы. Например, мы хотели узнать, как растения будут ориентироваться в космосе. Без гравитации, как корни узнают, что они будут расти и расти?», – сказал Митчелл, профессор садоводства. «С тех пор мы потратили много времени на то, чтобы осветить растения в космосе и на конкретных сортах растений, которые можно там выращивать».

Вскоре Митчелл стал участвовать в большем количестве проектов в рамках программы НАСА «Управляемые экологические системы жизнеобеспечения» (CELSS), цель которой заключалась в том, чтобы замкнуть петли для передовых систем жизнеобеспечения и использовать растения не только для производства продуктов питания, но и для производства кислорода и регенерации воды. В то время как многие ученые интересовались выращиванием зерна и белка, Митчелл думал, что время от времени астронавты могут наслаждаться свежим салатом, поэтому он сосредоточился на выявлении салатов, которые будут хорошо расти в условиях, которые можно найти в космическом челноке или на космической станции.

В 1990-х и начале 2000-х годов космическое агентство создало Специализированные центры исследований и обучения НАСА (NSCORT). Митчелл возглавил усилия университета и сыграл важную роль в создании первого и третьего NSCORT во главе с Пердью. Эти центры собрали вместе исследователей в области сельского хозяйства, техники и науки, чтобы ответить на фундаментальные вопросы о продвинутой жизни в космосе.

Один из тех фундаментальных вопросов – о том, как зажечь растения в космосе. Традиционные дополнительные светильники, используемые в теплицах, имеют тенденцию быть горячими и потреблять значительное количество энергии. Растения в космосе должны быть плотно упакованы, так как площадь выращивания очень высока. Митчелл подумал, что должен быть лучший способ получить свет для всех частей растений, поэтому он экспериментировал со светодиодами или светодиодами, которые можно было разместить под навесами растений.

«Вы действительно ограничены в освещении растений над головой в космосе. Когда у вас растут ветвящиеся растения, вы не получаете света сверху внизу», – сказал Митчелл. «Мы сделали первое доказательство концепции с синими и красными светодиодными« световыми лампочками », которые могли освещать растения сбоку в навесе. Светодиоды были достаточно прохладными, чтобы вы могли дотронуться до них, и они не опалили бы растения. И они дали нам от 50 до 75 процентов экономии энергии для того же роста».

Митчелл работает над светодиодными матрицами, которые фокусируют свет в определенных местах на заводах, чтобы оптимизировать использование энергии. Джоя Масса, который занимался постдокторскими исследованиями в лаборатории Митчелла и участвовал в этом проекте, теперь работает научным сотрудником в области наук о жизни в Космическом центре им. Кеннеди. Они работают вместе с листовой зеленью и карликовыми помидорами, а астронавты на Международной космической станции буквально проверяют вкус своего труда.

Масса сказал, что Митчелл сыграл важную роль во многих наиболее важных исследовательских областях, касающихся передовых средств жизнеобеспечения и питания в космосе.

«Он действительно был там с самого начала исследования космической биологии и исследования космического садоводства. Он своего рода отец-основатель в этой области», – сказал Масса. «Его исследования менялись с годами, когда стали доступны новые технологии, и он оказал большое влияние на выбор направления».

 

По материалам phys.org