Biljke u svemiru nisu samo važna tema savremeno primenjeno naučno istraživanje, ali i jedinstvena prilika da se pronikne u globalne tajne biljnog svijeta.

Zašto biljke ne cvetaju u svemiru? Kako i zbog čega se mijenja biohemijska struktura njihovog tijela? Da li je u svemiru moguć punopravni biljni život? Na ova i mnoga druga pitanja naučnici su morali da odgovore ili tek treba da odgovore pre nego što međuplanetarne letelice, a u budućnosti, možda i udaljene planete, postanu zelene.

Naš svijet je pun misterija, nevidljivih veza, neidentifikovanih obrazaca. Iako svoje ideje obično ograničavamo na one oko nas zemaljski svijet, ali izvan njenih granica još uvijek postoji prostor u odnosu na koji imamo mnogo više teorija, nagađanja i pretpostavki nego stvarnih činjenica.

Rođenje "biljne kosmonautike"

K. E. Tsiolkovsky, "otac astronautike", prvi je govorio o potrebi korištenja viših biljaka kao sredstva za opskrbu ljudima kisikom i ishranom tokom dugih svemirskih letova.

Prije više od pola stoljeća, pod vodstvom S.P. Koroljeva, počeli su prvi eksperimenti o utjecaju faktora na drugoj svemirskoj letjelici-satelitu let u svemir na biljkama. Tada su postali "kosmonauti" i uspješno se vratili na Zemlju tradescantia, chlorella, sjemenke luka, grašak, pšenicu i kukuruz.

Analiza provedena na Zemlji pokazala je da se, uprkos vanjskoj sličnosti s kontrolnim, “svemirske” biljke razlikuju po ćelijskoj strukturi, biohemijskom sastavu i drugim karakteristikama.

Daljnji eksperimenti otkrili su problem koji se decenijama nije mogao riješiti - biljke u svemiru ne samo da nisu dale "potomke", odnosno sjemenke, već su i uopće odbijale cvjetati.

Cveće u svemiru nije cveće

1979. godine u Majni botanički vrt Akademija nauka SSSR-a pripremila je tulipane za tjeranje na stanicu Saljut-6. Cveće je moglo da cveta samo u svemiru, ali to je ono što „nisu hteli“ da urade iz nepoznatog razloga. Zašto - još nije bilo moguće razumjeti. Istovremeno, u sličnom eksperimentu na Sjevernom polu, tulipani su svojim prijateljskim cvjetanjem oduševili polarne istraživače.

Hteo bih da vam kažem još nešto zabavan eksperiment prošlosti, kada su naučnici odabrali tropske orhideje jer su vjerovali da bi epifitski način života orhideja mogao da ih učini otpornijim na svemirske uslove.

Operacija Orhideja, iako je ušla u istoriju svemirske proizvodnje kao jedan od najupečatljivijih događaja, nije bila uspješna.

Egzotične biljke nisu cvjetale u svemiru, ali su preživjele na Saljutu 6 skoro šest mjeseci. Čim su se orhideje vratile u staklenik svoje rodne botaničke bašte u Kijevu, odmah su bile prekrivene cvijećem.

Kosmički uspjeh Arabidopsisa

Slava prve biljke koja je procvjetala u svemiru nije pala na veličanstvenu orhideju, već na neupadljivu biljku - Arabidopsis. Arabidopsis, poznat i kao grm, skroman je rod korova iz porodice Cruciferous. Inače, ovo je ujedno i prva biljka čiji je genom potpuno dešifrovan, iako se ovaj događaj dogodio mnogo kasnije.

Kosmonauti su Svetlani Savitskoj, koja je stigla na stanicu Saljut 6, poklonili mali buket cvijeća Arabidopsis. Na Zemlji je u mahunama Arabidopsis pronađeno 200 sjemenki. Ovo iskustvo je konačno opovrglo mišljenje da je nemoguće da biljke prođu kroz sve faze razvoja u bestežinskom stanju - od sjemena do sjemena.

Fotografija: K.U.Leuven Campus Kortrijk

Uvod u The Martian Chronicles

Današnji eksperimenti s biljkama u svemiru, iako i dalje ostavljaju mnoge misterije, postaju sve uspješniji. Na primjer, grašak uzgojen na Međunarodnoj svemirskoj stanici već je u trećoj generaciji svemirske flore.

Prema mnogim istraživačima, biljke imaju percepciju, osjećaje, pamćenje - jedinstvena svojstva, nisu ničim uslovljeni u njihovom relativno primitivnom organizmu.

Naučnici vjeruju da čak i međuplanetarni let na Mars - dugogodišnji san čovječanstva - brojne biljke mogu ne samo uspješno preživjeti same sebe, već i pomoći astronautima u tome. Tokom dugotrajnih svemirskih letova, biljke ne postaju samo predmet eksperimenta, već moraju riješiti niz problema vezanih uz održavanje života posade broda (sjetite se riječi Ciolkovskog, izgovorenih prije nešto manje od jednog stoljeća). A možda će ono što se danas dešava već biti uključeno u buduće „Marsovske hronike“.

Dok su dešifrovali DNK i "secirali" strukturu živih organizama do poslednje ćelije, naučnici su do sada postigli vrlo mali napredak u drugom području koje se nalazi iza fizički svijet. Prema mnogim istraživačima, biljke imaju percepciju, osjećaje, pamćenje - jedinstvena svojstva koja nisu određena ničim u njihovom relativno primitivnom organizmu. A ako u njemu nismo pronašli dušu cvijeta, možda je odgovor negdje tamo u svemiru?

Mnogi astronauti su pokušali da uzgajaju biljke na svemirskom brodu, a naši Kubanci su se pobrinuli i za svoje zelene prijatelje. Već smo pisali o istraživanjima Viktora Gorbatka i Phama Tuana, a sada nudimo materijal o eksperimentima Vitalija Sevastjanova i Anatolija Berezovog u uzgoju svemirskih biljaka.

G. Beregovoy zanimljivo govori o prvim eksperimentima uzgoja graška od strane astronauta u knjizi „Svemir za Zemljane“:

“Prirodno je da čovjek osjeća svoju uključenost u zemaljsku prirodu, bez obzira gdje se nalazi. Ali kada se nađete izvan svoje matične planete, to se percipira posebno akutno. Obratite pažnju kako uzbuđeno i toplo astronauti pričaju o tome kako Zemlja izgleda iz orbite. Pa, ako komad živog svijeta putuje s njima u beživotnu prazninu svemira, onda briga za „zemljake“ postaje sasvim nježna. Čak i kada su ti „zemljaci“ zelene stabljike običnog graška. Inače, upravo su ovu biljku na Saljutu-4 uzgajali A. Gubarev i G. Grečko, a zatim su je ponovo posadili učesnici sledeće ekspedicije P. Klimuk i V. Sevastjanov.

Na svemirskoj stanici nalazi se specijalna instalacija za uzgoj biljaka u nultom stanju gravitacije – “Oasis”. Biljke u njemu se stvaraju normalnim uslovima, a astronauti svakodnevno gledaju i brinu se o svojim zelenim ljubimcima.

Bez pouzdanih podataka o tome kako bestežinsko stanje utiče na razvoj biljaka, autori eksperimenta su zrna nasumično stavili u svoju „Oazu“ (zato su prvi izdanci bili nevažni: od 36 zrna samo su 3 niknula). Na Zemlji, prirodno, koren uvek ide u zemlju, dole, a sadnica seže prema svetlosti. Ali šta je sa graškom u svemiru, gde nema ni gore ni dole? Gdje bi trebao rasti?

Ispostavilo se da grašku ne govori gravitacija, već takozvana polarna orijentacija koja je genetski ugrađena u njega: ako je sadnica usmjerena prema svjetlosti, onda je korijen sigurno u suprotnom smjeru. To znači da samo treba pomoći grašku - unaprijed ga orijentirati tako da korijen dodirne tlo i da sadnica krene prema svjetlu - i sadnice su zagarantovane. U suprotnom, biljka će umrijeti.

Pretpostavku naučnika testirala je druga ekspedicija na Saljut-4. P. Klimuk i V. Sevastjanov su u orbitu uzeli poboljšanu „Oazu“ i sjemenski materijal. Poređao zrna prema uputstvu. A desetog dana biolozi pitaju astronaute: kako su tamo biljke?

"Sve je u redu", mirno izvještava V. Sevastyanov, "možete ubrati žetvu - izdanci luka su već dostigli 10-15 cm."

- Kakve strele, kakav luk? - bili su zaprepašteni prvo na Zemlji, ali su brzo došli k sebi: - Razumemo, ovo je šala, dali smo vam grašak, a ne luk.

„Imali smo seme graška, istina“, sažalio se inženjer leta nad biolozima, „ali smo dva luka poneli sa sobom od kuće i posadili ih, da tako kažem, mimo plana“. Gotovo sav grašak je niknuo i sada raste. Dakle, moguće je živjeti u svemiru.

Međutim, daljnji eksperimenti s biljkama, izvedeni na dužim letovima na orbitalnoj stanici Saljut-6, donijeli su naučnicima mnoga nova iznenađenja. Isti grašak, uprkos uvjeravanjima V. Sevastjanova da je moguće živjeti u svemiru, iz nekog razloga nije mogao tamo preživjeti. Iznova i iznova su ga sadili u „baštu iznad oblaka“, klijalo je sjeme, biljke su se normalno razvijale i... uginule. Nije bilo načina da se proizvede "svemirsko" sjeme, iako je briga o biljkama bila ne samo pedantna, već čak... bio je izuzetno brižan. Astronauti su svakodnevno petljali u svojoj „bašti“, njegujući svaku klicu, ali rezultat je i dalje bio isti – nisu se mogli sačuvati. Neki rahitisi su izrasli u bestežinskom stanju...

Ipak, ni naučnici ni kosmonauti nisu posustali niti izgubili nadu.”

Nominacija

Eksperimentišite u svemiru

BILJKE U SVEMIRU

Sergeeva Anastasia

Prosjek sveobuhvatne škole №6

naučni savjetnik:

Nastavnik fizike

Srednja škola br. 6, Shumerlya

Čeboksari, 2010

Osnovno pitanje:

Koliko je važno uzgajati biljke u svemiru i graditi staklenike za njih?

Cilj: Saznajte više o ponašanju naše "zelene braće" u svemiru.

Zadaci:

Proučiti mišljenja naučnika i kosmonauta o izgradnji staklenika i staklenika u svemiru; Saznajte o savremenih mogućnosti stvaranje staklenika i zimskih vrtova u prostoru; Sastavite svoja razmišljanja o ovoj temi i formulirajte zaključke.

Metode istraživanja:

1. Pretraga i prikupljanje materijala (knjige, internet resursi, fotografski materijali).

2. Vaš vlastiti eksperiment s uzgojem graha;

3. Dizajn istraživačkog rada.

rezultat:

istraživački rad,

Uvod………………………………………………………………………………………………………………………….3

Glavni dio:

“Lada” - mala, ali udaljena........................................ ........................ 4

Nade i razočarenja………………………………………………………………………….5

Potrage dovode do uspjeha……………………………………………………………………………………………..6

Do vanzemaljskih staklenika budućnosti………………………………………………………………………………………...7

Uzgajanje biljaka nije samo korisno, već je i isplativo! ........................7

Nema mutacija……………………………………………………………………………………………………...8

Koliko čoveku znače priroda i komunikacija sa njom!................................ ......................................10

Praktični dio. Eksperimentirajte s pasuljem……………………………………………………………10

Zaključak……………………………………………………………………………………………………………….11

Bibliografija………………………………………………………………………………………………..11

Prijave…………………………………………………………………………………………………………………………………….12

Uvod

Takođe je pokazao potrebu da se više biljke koriste kao sredstvo za osiguranje disanja i ishrane ljudi na dugim vanzemaljskim letovima. U radovima briljantnog naučnika nalazimo prvi " tehničke specifikacije» za stvaranje svemirskih staklenika i stambenih orbitalnih struktura sa zatvorenim ekološkim ciklusom. I još 1915-1917, u svom moskovskom stanu, počeo je da sprovodi eksperimente kako bi stvorio, kako je rekao, staklenik vazduhoplovne lakoće. U drugoj polovini dvadesetog veka. biologija je prevazišla zemaljske probleme: biološka istraživanja su počela da se vrše u svemiru. Ono o čemu su sanjali teoretičari astronautike počelo se provoditi pod vodstvom. Eksperimenti o efektima faktora svemirskog leta na biljne objekte počeli su 1960. godine na drugom svemirskom satelitu. Zatim su Tradescantia, Chlorella, sjemenke odletjele i uspješno se vratile na Zemlju različite sorte luk, grašak, pšenica, kukuruz. Kulture hlorele odletene su u svemir i na svemirskom brodu Vostok-5 s ljudskom posadom. Nakon toga, biljni organizmi su putovali u svemir na svim našim letjelicama, orbitalnim stanicama i biosatelitima serije Cosmos. Glavni projektant je 1962. godine zacrtao cijeli program botaničkih i agrotehničkih istraživanja u svemiru, a ubrzo se na inicijativu glavnog projektanta u Krasnojarsku pojavio eksperimentalni zatvoreni biotehnički kompleks "Bios". Dugo vremena su testeri dobijali kiseonik, biljnu hranu i vodu kroz sisteme za održavanje života koji su uključivali više biljke i mikroalge.

Dakle, uzgoj biljaka je vrlo važan korak u astronautici. I u budućnosti će pomoći u istraživanju drugih planeta Solarni sistem, a možda i cijelu Galaksiju. Ljudi će u budućnosti moći živjeti van Zemlje.

"Lada" - mala, ali udaljena

U laboratoriji biološki sistemi Odeljenje za održavanje života Instituta za medicinsko-biološke probleme (IMBP) razvilo je svemirski staklenik - "Lada", dizajniran za 60 W, koji košta 50 hiljada dolara. if(docid!=221589)(toggleElement("anons221589");) Gledajući malu instalaciju veličine mikrotalasne, amater ne može da shvati u šta je uložen takav novac. "Lada" se sastoji od samog staklenika, opremljenog sa dva mini kompjutera, blokovima za uzgoj i rezervoarima za vodu. Japanska zelena salata Mizuna prva je procvjetala na ISS-u. Zaposlenica laboratorije, doktorica bioloških nauka Margarita Levinskikh odabrala je biljku među stotinama drugih zbog njene nepretencioznosti, brzog rasta, kvaliteti ukusa i visokog sadržaja vitamina. Salata je opravdala poverenje: veliki je uspeh na ISS-u. Komandant ruske posade Valerij Korzun, koji je prvi snimio degustaciju svemirske biljke, priznao je da je spreman pojesti cijeli grm.

Ruski stručnjaci provode slične eksperimente već nekoliko godina. Na stanici Mir u stakleniku Svet, npr. dugo vrijeme pšenica je rasla. Bilo je planova da se nastave eksperimenti na drugim žitaricama. Kosmonauti su se čak našalili da će uskoro ispeći hljeb u svemiru... Jao, jedinstvena Mirova oprema izgubljena je u okeanskim vodama, ali je radno iskustvo ostalo. Korišćen je u razvoju Lade.

„Ovo je živi eksperiment koji se stalno razvija“, kaže voditelj Istraživač laboratorija, kandidat tehničkih nauka Igor Podolsky. - Ako je moguće, poslaćemo nove korijenske module na ISS, promijeniti rasvjetu, sam program... Tako ćemo proučavati utjecaj faktora svemirskih letova na rast i razvoj biljaka, te razvijati tehnologije za njihovo uzgoj u uslovima svemirskog leta. Uostalom, tamo je sve drugačije nego na Zemlji."

Postavlja se pitanje zašto je sve to potrebno? Zar na našoj matičnoj planeti nema dovoljno napuštenih polja na kojima možete uzgajati istu salatu ili grašak ne u grmovima, već u cijelim plantažama?

"Ako smatramo da je svrsishodno da ljudi istražuju svemir, prepoznaćemo i važnost stvaranja bioloških sistema za održavanje života", kaže Podolsky. "Ljudi bez biljaka neće dugo trajati. Da bi postojali dugo van Zemlje, mi trebaju "zelena braća." Ovo je i hrana i snažan psihološki faktor. Ako postoji mali zeleni grm koji svijetli među metalom na stanici, astronaut nije toliko nostalgičan. Osim toga, ovo je test za stanje okruženje: Poznato je da su biljke osjetljivije na vanjski faktori nego životinje. Na stanici Mir pšenica je dugo rasla slabo. Razlog je otkriven slučajno: na stanici su se pojavile instalacije za sagorijevanje metana, a istovremeno se smanjio sadržaj etilena u zraku - biljka je odjednom počela snažno nicati. Astronauti nisu osjetili povećan sadržaj ovih supstanci, ali je pšenica bila bolesna."

Margarita Levinskikh vjeruje da biljke na neki način prikupljaju emocionalne informacije vanjski svijet. A u svemiru ljudi i biljke postaju međusobno povezani.

Veza sa živom prirodom pomaže nam da ostanemo ljudi čak i daleko od plavih planeta. Sve je kao Mali princ Egziperi, koji je jako voleo svoju ružu, misleći da je jedina na celom svetu. Za njega je bilo tako, iako daleko, na drugoj planeti, rasli su čitavi vrtovi istih ruža." Postoji mišljenje da "kosmičko sjeme" stječe izvanredna ljekovita i nutritivna svojstva i može izliječiti tijelo i dušu čovjeka. „U stvari, takve informacije još nemamo“, kaže Podolsky. - Iako će se, možda, u bliskoj budućnosti otvoriti ništa manje fantastične perspektive. Američki naučnici već pokušavaju da stvore prizemne module staklenika za uzgoj biljaka na drugim planetama. Među ruskim naučnicima postoje slični događaji - iako su još uvek na papiru. Dakle, čini se da će se snovi oca ruske kosmonautike Konstantina Ciolkovskog o svemirskim naseljima jednog dana ostvariti.

Nade i razočarenja

Godine 1971. instalacija "Vazon" sa dva tulipana otišla je izvan Zemlje na svemirskom brodu Sojuz-10. Ali, nažalost, pristajanje sa stanicom Saljut se nije dogodilo; cvjetanje cvijeća na Zemlji su mogli promatrati samo stručnjaci iz istraživačkog tima.

Na orbitalnoj stanici Saljut-4 nalazila se prilično napredna Oaza, opremljena sistemima za telemetriju i snimanje filma. Istraživanja su sprovedena sa graškom.

U početku mnoge stvari nisu išle kako treba”, kaže kosmonaut Georgij Grečko.

Voda nije tekla tamo gde je trebalo, tada su počele da padaju ogromne kapi, a ja sam morao da ih jurim salvetama. Ali sveukupno, eksperiment je bio uspješan; dobivene su odrasle biljke stare dvadeset tri dana. Istina, cvijeća nije bilo, ali uspjeli smo snimiti usporeni film o dinamici rasta biljaka. Grečko je bio jedan od prvih koji je svjedočio o psihološkoj podršci koju su astronauti dobili od biljaka. On je sam, posebno pred kraj leta, pokušavao u svakoj zgodnoj prilici da dopliva do staklenika kako bi još jednom pogledao svoje zelene prijatelje. Ponekad je uhvatio sebe kako to radi nesvjesno.

Analiza provedena na Zemlji pokazala je da se, uprkos vanjskoj sličnosti s kontrolnim, biljke razlikuju po ćelijskoj strukturi, biohemijskom sastavu i karakteristikama rasta. Činilo se da ovo potvrđuje skepticizam onih naučnika koji su već sumnjali u mogućnost normalnog rasta biljaka u uslovima bestežinskog stanja. Daljnji eksperimenti na uzgoju biljaka na dugim svemirskim misijama također nisu donijeli ništa utješno. Od pšenice i graška nije bilo moguće dobiti ne samo sjeme, već čak i cvijeće. U fazama njihovog formiranja biljke su jednostavno umrle. I ta činjenica dala je povoda da se govori o fundamentalnoj nemogućnosti rasta i razvoja biljaka u uslovima svemirskih letova. Tada su se u rješavanje problema uključili iskusni istraživački timovi na čelu sa akademikom, akademikom Akademije nauka Litvanske SSR i akademikom Akademije nauka Ukrajinske SSR. Prije svega, odlučili smo saznati da li je na to utjecala bestežinska težina ili neki drugi faktori, na primjer, tehnologija uzgoja. Uostalom, ova tehnologija je takva neobične uslove se tek stvarao. Ali bestežinsko stanje je jasno uticalo na nju. Zaista, u odsustvu gravitacije, razmjena vode i plina u biljkama se odvija drugačije, a nastaje problem uklanjanja metabolita i obezbjeđenja potrebnih termički režim, budući da prirodna konvekcija takođe nema. Ponovo su se pokušali vratiti uzgoju biljaka, u čijim je lukovicama koncentrirana gotovo cjelokupna zaliha tvari potrebnih za razvoj.

U leto i jesen 1978. godine, tokom leta, kosmonauti V. Kovalenok i A. Ivančenkov uzgajali su luk na dva načina: naučni i „kao u selu Belaja“, odakle je bio komandant broda.

Luk raste u dvije posude, jedna po vašoj, a druga po mojoj seljačkoj metodi”, izvijestio je V. Kovalenok. - Ako ga ne odrežete sa vrha, počinje da truli, ali ako ga odrežete, dobro raste i ne trune. U televizijskom prilogu komandant se našalio: „Poljoprivredna mehanizacija radi bolje, to smo testirali kao rezultat socijalističkog nadmetanja. Naš luk raste brže od naučnog!” Ali nažalost, tvrdoglavu biljku nije bilo moguće dovesti do cvjetanja ni jednom ni drugom metodom.

On sljedeće godine U Glavnoj botaničkoj bašti Akademije nauka SSSR-a, u instalaciji pod nazivom "Lutik", tulipani su pripremljeni za tjeranje na stanicu Saljut-6. Trebalo je samo da procvjetaju u svemiru, ali to je ono što "nisu htjeli". Zašto - još nije bilo moguće razumjeti. Slična instalacija posjetila je Sjeverni pol gotovo u isto vrijeme. A kada se tamo pojavila skijaška ekspedicija koju je predvodio I. Šparo, tulipani su oduševili hrabre putnike jarkim plamenom svog cvijeća.

Potrage vode ka uspjehu

Ali zašto biljke ne cvjetaju? Da odgovorim na ovo pitanje, tokom poslednjih ekspedicija na Saljut-6 i dalje nova stanica Salyut-7 je proveo mnoge eksperimente s cijelim setom originalnih uređaja za uzgoj biljaka. Evo liste njih: mali orbitalni staklenik "Fiton" na stanici Salyut-7, gdje je Arabidopsis prvi bio puni ciklus razvoj i dao sjeme, mali orbitalni staklenik "Svetoblok", u kojem je Arabidopsis prvi put procvjetao na stanici Saljut-6, staklenik na brodu "Oaeis-1A" stanice Saljut-7, na brodu instalacija "Biogravistat" sa rotirajućim i stacionarnim diskovima za eksperimente klijanja sjemena pod vještačkom gravitacijom. Dizajneri i botaničari su obezbijedili sistem doziranog poluautomatskog zalijevanja, aeracije i električne stimulacije korijenske zone, mijenjajući kretanje vegetacijskih posuda s biljkama u odnosu na izvor autonomnog osvjetljenja.

Bilo je potrebno pomoći biljkama da se nose s bestežinskim stanjem. Prije svega, Oasis je pokušao koristiti stimulaciju električno polje. U ovom slučaju polazili smo od pretpostavke da je geotropska reakcija povezana s bioelektričnim polaritetom tkiva uzrokovanim elektromagnetno polje Zemlja. U svemirskim eksperimentima ova pretpostavka je samo djelimično potvrđena.

Istraživanja su rađena iu drugim pravcima. Na primjer, sadnice nekih biljaka uzgajane su u maloj Biogravistat centrifugi. To je stvorilo konstantno ubrzanje do 1 g na brodu. Pokazalo se da su u fiziološkom smislu centrifugalne sile adekvatne gravitaciji. U centrifugi su sadnice bile jasno orijentisane duž vektora centrifugalne sile. U stacionarnom bloku, naprotiv, uočena je potpuna dezorijentacija sadnica.

A u uređaju Magnetogravistat proučavan je orijentacijski učinak drugog faktora - neujednačenog magnetnog polja. Njegov uticaj na sadnice krepisa, lana i bora takođe je nadoknadio nedostatak gravitacionog polja. Ukratko, upornost istraživača je bila zavidna. Konačno je došao uspjeh. I to je pripalo maloj, neupadljivoj biljci Arabidopsis. Imajući ciklus razvoja od samo 30 dana, dobro raste na vještačkim tlima. Tokom posljednje ekspedicije na Salyut-6, Arabidopsis je procvjetao u komori instalacije Svetoblok. Na stanici Saljut-7, gdje su radili A. Berezovoy i V. Lebedev, pokus uzgoja Arabidopsisa pripreman je posebno pažljivo. Postojala je zatvorena komora "Fiton-3" sa pet jarka i sopstvenim. Kivete sadrže agar supstrat koji sadrži do 98% vode. Kako su biljke rasle, mogle su se udaljavati od izvora svjetlosti. Sami astronauti su posijali sjeme pomoću topovske sejalice. U početku su biljke polako rasle. Ali 2. avgusta 1982. V. Lebedev je izvestio:

Pojavilo se mnogo, mnogo pupoljaka i prvih cvjetova. Kosmonauti su Svetlani Savitskoj, koja je stigla na stanicu, poklonili mali buket cvijeća Arabidopsis. Pažljivo ga je skicirala. Kada se računa na Zemlji, u mahunama je pronađeno 200 sjemenki.

Ovo iskustvo je opovrglo mišljenje da je nemoguće da biljke prođu kroz sve faze razvoja u bestežinskom stanju - od sjemena do sjemena.

Istina, Arabidopsis je samooprašivač; oplodnja se događa i prije otvaranja pupoljaka. Ali uspjeh je ipak ogroman. I to je uspjeh ne samo naučnog tima Instituta za botaniku Akademije nauka Litvanske SSR, na čelu sa akademikom, već i kosmonauta Anatolija Berezovoya i Valentina Lebedeva. Sada možemo reći da je proizvodnja svemirskih kultura praktično rođena i procijeniti njene izglede.

U vanzemaljske staklenike budućnosti

Valentin Lebedev, koji se vratio sa leta od 211 dana, odgovorio je na pitanje: "Da li vam je potreban staklenik na dugom letu?" - Odgovorio je ovako: - Bez sumnje je potrebno. Brinući se o biljkama, popravljajući i na neki način unapređujući botaničke instalacije, shvatili smo da su bez biljaka nemoguće dugoročne svemirske ekspedicije. Prije povratka na Zemlju, jednostavno je bila šteta iščupati biljke. Vadili smo ih vrlo pažljivo da ne oštetimo ni jedan korijen.

Takvi staklenici će, smatra astronaut, zauzeti čitave odjeljke vanzemaljskih stanica. Uostalom, biljkama je potrebna drugačija atmosfera od ljudi - s visokim sadržajem ugljičnog dioksida i vodene pare. Vjerovatno bi trebao postojati još jedan i optimalan za dobijanje najveća žetva temperatura i trajanje dnevnim satima. I što je najvažnije, potrebna im je prava sunčeva svjetlost.

Napravite vrlo velike prozore ili cijele staklenih zidova To još nije tehnički moguće. Očigledno, uz određeno povećanje veličine prozora, potrebno je primijeniti glavčine ogledala. Svjetlosni tok koji oni prikupljaju i usmjerava unutar odjeljka može se dopremati biljkama kroz sistem svjetlosnih vodiča, baš kao što se njima dopremaju vlaga i hranjive tvari. Tada će se obistiniti predviđanje Ciolkovskog da pri odabiru najproduktivnijih usjeva i optimalni uslovi za njihov razvoj svaki kvadratni metar vanzemaljske plantaže moći će u potpunosti prehraniti jednog stanovnika svemirskog naselja.

Svi smo sigurni da će se to dogoditi!

Uzgoj biljaka nije samo koristan, već i profitabilan!

Da bi se biljka uspješno razvijala i davala više plodova, samo bogato tlo nije dovoljno. Poznato je: šta više listovaće biti osvijetljena sunčeve zrake, one veća žetva rodiće biljku na jesen. Međutim, u usjevima gornji listovi, u pravilu, zasjenjuju niže, beskorisno je boriti se s tim na poljima, ali takvi pokušaji su napravljeni u staklenicima. Međutim, razmještanje biljaka kako su rasle pokazalo se i teško i skupo, pa su prestali s eksperimentima. Ali onda su se toga sjetili svemirski botaničari, koji su predložili izgradnju vanzemaljskih staklenika ne na ravnoj površini, već na zakrivljenoj. Na Zemlji se stabljike biljaka pokoravaju gravitaciji; istegnuti prema gore paralelno jedno s drugim. Njihovi svemirski parnjaci razvijaju se u nultom stanju gravitacije, a smjer njihovog rasta određuje samo osvjetljenje. Stoga se mogu saditi na sfernim ili cilindričnim „poljima“, okruženim lampama istog oblika. Stabljike biljaka u takvim staklenicima bit će smještene duž polumjera kugle ili cilindra i same će se rastati kako rastu. Istovremeno, osvetljenje nižim nivoima lišće i, shodno tome, produktivnost usjeva bit će mnogo veća nego na Zemlji. Mogućnost uzgoja biljaka s radijalnim stabljikama potvrđena je u prizemnom eksperimentu. Biljke različite vrste pšenica je uzgajana u instalaciji sa sferičnom površinom koja se okreće oko tri međusobno okomite ose brzinom od 2 obrtaja dnevno. Naravno, teško je iz prvih eksperimenata suditi kako će se stvari dalje odvijati. Ideju treba testirati u stvarnim uslovima svemirskog leta. Ali sada njeni autori naglašavaju da „upotreba zakrivljenih površina za sletanje omogućava da se ponude veoma kompaktni i tehnološki dizajni transportnih staklenika za sisteme za održavanje života svemirske posade. ».

Nema mutacija

Na ISS-u je dobijena treća generacija izdanaka graška uzgajanih u orbitalnim uslovima. Novinari već nazivaju Genadija Padalku renomiranim svemirskim agronomom. 1999. godine na stanici Mir zagadio je prvi klas pšenice. Prostorna parcela je mala, zasijane površine ne dosežu stranicu bilježnice, to je tri hiljade puta manje od dače „šest jutara“. Ovo je zemaljska kopija kosmičkog staklenika. Na ISS-u je potpuno isto. Ovdje se priprema sljedeći eksperiment, na redu su japanski kelj i rotkvice. Glavni zahtjevi za biljke koje su kandidati za svemirski let su kompaktnost i nepretencioznost. Morat će rasti uz slabo osvjetljenje i zalijevanje, voda u prostoru se strogo vodi računa. Rasvjeta staklenika i dva kompjutera koji prate rast biljaka troše samo 60 vati. Jednom sedmično, astronauti šalju podatke nazad na Zemlju, zajedno sa fotografijama plantaže. Na stanici sada cvjeta treća generacija graška koji se ovdje uzgaja. Ukupno ima šest biljaka, svaka sa tri mahune. Ne mnogo, ali sasvim dovoljno da se smatra dokazanim da u svemirskim uslovima biljke ne postaju mutanti. Eksperiment je počeo prije 15 mjeseci, što je dovoljno vremena da svemirski brod s ljudskom posadom odleti na Mars. Naučnici već mogu imenovati moguće biljke kandidate.
Ljubičasti cvjetovi značajno su oživjeli unutrašnjost stanice.

Kako su ovozemaljski eksperimenti pokazali, uz danonoćno osvjetljenje biljaka, "Fitokonvejer" može proizvesti do 300 g svježeg začinskog bilja svakih 4-5 dana, odnosno 3 puta više nego kod tradicionalnog rasporeda. Programeri vjeruju da je takav staklenik cilindričnog transportera obećavajući za proizvodnju biljnih proizvoda na marsovskom brodu ili orbitalnoj stanici.

Koliko čovjeku znači priroda i komunikacija s njom!

Zelene biljke stvaraju dobro raspoloženje, odvratite pažnju od monotonih i zamornih tekućih poslova, smirite se. Sadnja zelenih biljaka donijet će veliku radost ekipama svemirski brodovi i stanice. I, bez straha od preterivanja, možemo pretpostaviti da će čoveku „grana jorgovana“ u svemiru značiti mnogo više nego na Zemlji.

U staklenicima budućnosti biljke će biti opremljene posebnim senzorima i uređajima. Ne samo da će prijaviti svoje stanje, već će uz pomoć automatike osigurati protok vode i hranljive materije u količinama potrebnim za sebe. Oni će sami moći odabirom regulirati mikroklimu cijelog stakleničkog prostora najbolji uslovi za vaš rast. I to je sasvim realno, budući da je utvrđeno da sve biljke na promjene uslova okoline reaguju strujama električne prirode - biostrujama. Eksperimenti sprovedeni u laboratoriji profesora I. Gunara sa Poljoprivredne akademije Timirjazev pokazali su da promene temperature u zoni korena biljaka, kao i neke hemijske supstance, koji zahvataju korijenje, uzrokuju pojavu slabih biostruja, koje bilježe osjetljivi snimači.

Za odvod biostruja korištene su elektrode koje ne oštećuju biljke. Utvrđeno je da su zdrave biljke odmah reagovale na iritacije i promjene uslova, dok su bolesne biljke reagovale sa zakašnjenjem i usporeno. Zanimljivo je da kada je korijenje izloženo, na primjer, zasićenom rastvoru hranljivih soli, reakcija biljke u istim eksperimentima mogla se zabilježiti na listovima. Ispostavilo se da su se informacije o promjeni uvjeta u zoni korijena prenijele na lišće. Dakle, osjećaju li biljke? Vjerovatno.

Preporučljivo je uzgajati biljke ranog zrenja u svemirskim staklenicima. biljne biljke. Ovo jednogodišnje biljke- kelj, potočarka, boražina, kopar. Ove biljke sadrže značajne količine vitamina A, B1, B2, PP. Boražina sadrži manje vitamina od drugih biljaka, ali ima lekovita svojstva, prijatnog mirisa i ukusa svježi krastavci, što ga čini veoma atraktivnim za uvođenje u ishranu.

Kako se vitaminski preparati u normalnim uslovima slabo čuvaju, preporučljivo je da ih stalno imate na zalihama. svježe. To znači da je potrebno proučiti mogućnosti staklenika da zadovolji potrebe posade za vitaminima u specifičnim uslovima hermetičkog objekta.

Biljke u staklenicima trebaju biti nepretenciozne, otporne na bolesti i dobro proučene u normalnim uvjetima.

Praktični dio. Eksperiment sa pasuljem

Na Zemlji se stabljike biljaka pokoravaju gravitaciji; istegnuti prema gore paralelno jedno s drugim. Njihovi svemirski parnjaci razvijaju se u nultom stanju gravitacije, a smjer njihovog rasta određuje samo osvjetljenje.

Odlučio sam provesti eksperiment s pasuljem i jasno pokazati kako se to događa. Uzeo sam sjemenke pasulja, umotao ih u mokru gazu i stavio u staklenu čašu (2), dok sam povremeno mijenjao položaj čaše. Sedmicu kasnije, sjeme je niknulo (3) i posadio sam ih u zemlju (4). Okrenula sam i tegle sa zasađenim sjemenkama. Kasnije je niknuo pasulj (5).

Kao rezultat toga, biljka je rasla i savijala se u svim smjerovima. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, biljke u svemiru mogu proizvesti više usjeva nego na zemlji, zbog svoje kompaktnosti i nedostatka zemljine sile gravitacije.

https://pandia.ru/text/78/432/images/image002_27.jpg" width="200" height="267 src=">

https://pandia.ru/text/78/432/images/image004_15.jpg" width="269 height=192" height="192">

https://pandia.ru/text/78/432/images/image006_14.jpg" width="272 height=192" height="192">

lijevo" width="450 " style="width:337.85pt">

https://pandia.ru/text/78/432/images/image012_6.jpg" align="left" width="794" height="586 src=">

Staklenik koji pripremam za dalje eksperimente

https://pandia.ru/text/78/432/images/image015_4.jpg" width="759 height=500" height="500">

https://pandia.ru/text/78/432/images/image017_2.jpg" align="left" width="696" height="404 src=">

Danas se svemirska hrana na ISS doprema sa Zemlje, a sve svemirske ekspedicije hrane se snabdevaju sa kosmodroma. Ali nije daleko dan kada će se hrana za astronaute proizvoditi direktno u svemiru. Već danas su u toku aktivna istraživanja uzgoja i proizvodnje hrane u svemiru. Pred nama je višegodišnja ekspedicija na Mars, možda čak i njegova kolonizacija, pa je pitanje uzgoja hrane u svemiru izuzetno aktuelno.

Priča

Svemirska industrija je veoma mlada. Osvajanje svemira počelo je tek u drugoj polovini 20. vijeka, ali se razvijalo skokovima i granicama tokom svemirske trke. Danas su se u istraživanje svemira pridružile Kina, Japan, pa čak i Francuska. Takva kompanija zemalja, predvođena svemirske moći- Rusija i SAD, nastavljaju istraživanje svemira. Mnogo toga se promijenilo od prvog ljudskog leta u svemir, uključujući ishranu astronauta. Ali jedna stvar je ostala nepromijenjena - hrana za astronaute je dopremljena sa Zemlje, i još uvijek se dostavlja.

Astronauti stalno žive na ISS-u različite zemlje, a o pitanju njihove hrane uvijek se odlučuje sa Zemlje. Dostava 1 kilograma hrane košta otprilike 5-6 hiljada američkih dolara. Ali to nije glavni argument u korist uzgoja hrane u svemiru. Glavni argument je ograničene mogućnosti po obimu transporta. I ako danas možemo redovno isporučivati ​​hranu na ISS u serijama, onda je u slučaju dugih ekspedicija, na primjer na Mars, važno shvatiti kako se astronauti mogu sami snabdjeti hranom.

Budući da astronauti u potpunosti ovise o Zemlji, istorija ISS-a ima i neugodnih trenutaka vezanih za hranu. Prije nekoliko godina svemirski nosač koji je prevozio teret za ruske kosmonaute nije uspio doći u orbitu. Većina tereta je bila hrana. Bio je to još jedan dio svemirske hrane, dizajniran da dopuni zalihe hrane koje su već bile na izmaku. Situaciju je dodatno zakomplikovala činjenica da je sljedeće lansiranje rakete sa hranom za astronaute moglo biti izvršeno tek nakon dužeg vremena. To nije bilo samo zbog posebnosti svemirskog leta, već i zbog potrebe da se otkriju razlozi pada prve rakete i opreme za drugu misiju. Situacija je nesmetano riješena - zemaljske svemirske službe uspjele su na vrijeme riješiti sve poteškoće. Ali presedan iz stvarnog života dao je određeni poticaj razvoju istraživanja uzgoja hrane u svemiru.

Trenutni status

NASA je izvela dva uspješna eksperimenta na uzgoju hrane na ISS-u. U tu svrhu na ISS-u je stvoren poseban sistem za uzgoj biljaka, nazvan Veggie. Oba puta je uzgajana salata i oba puta eksperiment je bio uspješan. Prva žetva poslata je na Zemlju radi detaljnog proučavanja. Druga berba, u avgustu 2015. godine, pojedena je na ISS-u pod živim objektivima kamera. Snimak ovog događaja možete pogledati u videu:

Eksperimenti su pokazali da se zelena salata uzgajana u svemiru po svojim nutritivnim svojstvima ne razlikuje od one na zemlji. Stopa njegovog rasta i drugi pokazatelji takođe odgovaraju onima na zemlji. Ali ovaj eksperiment je pokazao da je uzgoj hrane u svemiru uz trenutni nivo tehnologije iracionalna aktivnost.

Uzgajanje hrane u svemiru zahtijeva veliku količinu energije, ali i prostora. Kao rezultat toga, sada je lakše i isplativije slati hranu sa Zemlje. Ali prvi koraci su napravljeni i važni podaci su dobijeni. Na primjer, šta je potrebno za uzgoj zelenih biljaka? specijalne lampe. I iako biljke veštački uslovi može rasti bez sunčeva svetlost, ali za uobičajenu boju biljaka potrebno je dodati posebno osvjetljenje. I što je najvažnije, dobijen je odgovor na najuzbudljivije pitanje - da, zaista je moguće uzgajati hranu u svemiru.

Astronauti su zapravo pojeli drugu svemirsku žetvu, ali nije bilo govora o potpunom opskrbi hranom. Listovi zelene salate su uzgajani koristeći ogromne količine energije i trebalo im je 33 dana da rastu. Ovdje vrijedi dodati da je na ISS-u ograničen prostor, pa je pitanje egzistencije jednostavno nemoguće riješiti povećanjem “zasijanih” površina. Ali eksperiment je pokazao da u uslovima bestežinskog stanja biljke mogu rasti ne samo u horizontalnom "tlu". U svemiru, biljkama nije važno u kojoj je projekciji "tlo". Osim toga, iskustvo jasno pokazuje da uzgoj hrane u svemiru zahtijeva istu količinu vode kao na Zemlji, te da se H2O ne može zamijeniti nijednom supstancom.

Na ISS-u se ne uzgaja samo hrana, već i cvijeće. Krajem 2015. na ISS-u se po prvi put otvorio pupoljak astre. Ovo je bio još jedan dokaz da je uzgoj biljaka u svemiru realnost.

Budućnost

Naučnici iz cijelog svijeta rade na uzgoju dovoljno hrane u svemiru da prehrani 100% astronauta. Danas ne možemo ni govoriti o 1%, ali nakon nekog vremena nas čekaju duge ekspedicije i kolonizacija planeta. Budućnost je uzgoj hrane u svemiru.

Sljedeći dug let planiran je za 2030. od strane NASA ekspedicije na Mars. Let će trajati od 150 do 300 dana, a na ovom letu ljudi će vjerovatno trebati izvor hrane proizvedene na brodu. Kapacitet svemirski brod ograničena, kao i njegova sposobnost transporta tereta. Sjeme, odnosno mlade biljke, zauzimaju manje prostora i imaju manju težinu. Naučnici moraju da pronađu optimalno rešenje da se obezbede uslovi za rast poljoprivrednih kultura. Pitanje nije samo o "tlu", već i o zalivanju biljaka. Naučnici još nisu uspjeli naučiti kako zamijeniti vodu. Čak iu NASA eksperimentu za klijanje zelene salate korištena je ista količina vode kao na Zemlji. I voda u svemiru je jednako vrijedan resurs. Pretvaranje vode u hranu, pod uslovima ograničen prostor- za sada se to dešava nepovoljnim tempom. Ali ovo pitanje će biti riješeno.

Naši neposredni planovi uključuju uzgoj ne samo salate, već i drugih biljaka na ISS-u. Sledeće kulture su sledeće na redu: Zelenog papra, rotkvice, crnog luka, kupusa i krompira. Skup nije slučajan, ovo povrće je potencijalni kandidat za uzgoj u svemirskim „baštama“ budućnosti. Kao što ste možda primijetili, naučnici planiraju uzgajati usjeve čiji su plodovi ne samo iznad zemlje, već i korijenske usjeve - rotkvice i krompir. U tu svrhu se razvija drugačija vrsta aparata, različita od Veggie aparata za salatu.

Ne samo Rusija i SAD, već i Kina rade na uzgoju hrane u svemiru. Kineska svemirska agencija planira da stvori lunarnu stanicu do 2030. godine. Na njemu je posebno mjesto za uzgoj hrane. Na stanici Lunar Palace-1 (privremeni naziv) planira se dodijeliti 58 kvadratnih metara. metara za uzgoj hrane. Ovo je bez presedana za prostor velika soba za uzgoj biljaka, pa čak i više od modula za život astronauta na budućoj lunarnoj stanici. Kineski naučnici su do sada testirali samo analog lunarne stanice na Zemlji, a eksperiment se pokazao uspješnim. Na osnovu rezultata ovog eksperimenta postalo je jasno da je projekat održiv, ali su kineski naučnici izvršili prilagođavanja svemirskog modula za uzgoj hrane. Do 2030. godine, možda ćemo to vidjeti na djelu.

Dobro je vidjeti da eksperimenti uzgoja hrane u svemiru ne samo da se nastavljaju, već su i sve češći. Nadamo se da će to biti u bliskoj budućnosti astronautsku hranu, barem djelimično, proizvodit će se u svemiru. To će smanjiti ovisnost o Zemlji i otvoriti nove horizonte za svemirske ekspedicije.