Техника - молодёжи 1977-04, страница 28

для жизни) не бесконечны. Если бы они только потреблялись, то жизнь рано или поздно должна была бы прекратиться. «Единственный способ придать ограниченному количеству /Свойства бесконечности, — писал В. Вильяме, — это заставить его вращаться по замкнутой кривой». То же происходит и в биосфере: основа ее существования — круговорот вещества. Создать круговорот веществ в объеме космического корабля — и бесконечность жизнеобеспечения будет достигнута.

Но... Вот здесь и начинается проблема. Как создать? За счет каких приемов и средств? Как на Земле? Но ведь ее населяют 1,27 XIО⁶ видов организмов. И все они взаимодействуют между собой и со средой обитания. Попробуйте это смоделировать! Из всего многообразия компонентов нужно выбрать минимальное, необходимое их число и создать на их основе круговорот веществ, который мог бы обеспечить человека всем: пищей, водой, кислородом. Отходы жизнедеятельности не шли бы в «тупик», а вовлекались в круговорот.

И вот здесь мы сразу обращаем свой взгляд к зеленым растениям. В самом деле. Если на лист падает свет, то происходит известная всем реакция фотосинтеза:

СО_а + Н₂0 свет —* (СНОН) + 0₂.

Эта реакция означает, что в зеленом листе растения углекислый газ, то есть то, что выдыхает человек, связывается с водой и при этом образуется органическое вещество и кислород, то есть то, что потребляет человек. Вот уже и круговорот в самом сокращенном виде. Эта схема круговорота отрабатывается в различных лабораториях мира.

Но возникает другой вопрос. А как будут чувствовать себя растения в невесомости? Вспомните, как прорастает семя: корень тянется вниз, стебель — вверх. Это свойство закреплено миллионами лет эволюции.

Ростовые вещества синтезируются в точках, положение которых определяется силой тяготения. Но ведь в космическом корабле нет «верха» и «низа».

Первые исследования, проведенные на «Союзе-9», «Зонде-8», «Сою-зе-12» со всходами пшеницы, картофеля, гороха, показали, что в условиях невесомости прорастание, рост и морфогенез побега происходят без заметных отклонений. Однако некоторые изменения на клеточном и субклеточном уровне есть. В частности, происходит перераспределение аминопластов в клетках корня

гороха, израстание столонов картофеля и некоторые другие на первый взгляд незначительные отклонения. К каким последствиям это может привести в условиях онтогенеза, то есть при развитии растения от семени до взрослого состояния? Это была одна из основных задач, которая решалась в зеленом оазисе.

Но ведь надо было еще и научиться выращивать растения в условиях космического корабля. Обеспечить растения светом, водой, минеральными веществами. Это другие задачи, которые также решались в «Оазисе-1М».

На фото (справа) показана система «Оазис-1М», предназначенная для выращивания растений в условиях невесомости и кинорегистрации особенностей их роста. Система состоит из культивационного и регистрирующего блоков. Первый содержит практически все элементы конструкции, из которых будут состоять будущие космические оранжереи. В нем есть вегетационные сосуды, заполненные искусственной почвой, система подачи воды и система освещения, обеспечивающая растения необходимой лучистой энергией. А многочисленные датчики позволили (синхронно с полетом) воспроизводить в земных лабораториях условия проведения опыта.

При выборе искусственной почвы предпочтение было отдано искусственным субстратам на основе ионообменных материалов с достаточно высокой концентрацией минерального питания в осмотическо-неактив-ной форме. Это исключило необхо

димость приготовления и контроля в ходе эксперимента состава минерального раствора.

В известном годовом медико-биологическом эксперименте с тремя испытателями почва оранжереи состояла из ионообменных гранул. Но при отсутствии силы тяжести, перегрузках и вибрации связь между гранулами нарушается и «почва» может распылиться.

Чтобы этого не произошло, был разработан субстрат, обладающий теми же ионообменными свойствами, но с непрерывной, сложной структурой и высокими капиллярными свойствами, а также с большой механической прочностью и минимальным объемным весом. Он имеет волокнистую структуру. В это волокно и были заделаны семена гороха.

Наибольшую сложность представляла разработка системы водного обеспечения растений. Она включала в себя специальный вегетационный сосуд с субстратом, устройство для дозированного полива, бак особой конструкции, из которого вода выдавливалась за счет избыточного давления, создаваемого помпой. Схема подачи воды показана на рисунке.

Если о поведении жидкости в невесомости мы имели представление еще до первых полетов в космос, то о ее поведении в сложной системе «сосуд — субстрат» конструкторы «Оазиса» ничего не знали; только в условиях космического эксперимента можно было проверить правильность заложенных принципов.

1974