Разработка идеальной культуры для будущих космических аванпостов

Будущее длительного пребывания в космосе зависит от нашей способности выращивать свежую пищу вдали от Земли. Инновационный совместный проект Moon-Rice использует передовую экспериментальную биологию для создания идеальной продовольственной культуры, которую можно будет выращивать в будущих удалённых космических станциях, а также в экстремальных условиях на Земле.

Современные космические миссии сильно зависят от поставок пищи с Земли, которая в основном представляет собой готовые блюда, редко содержащие свежие ингредиенты. Чтобы противодействовать негативному влиянию космической среды на здоровье человека, важен надёжный источник пищи, богатой витаминами, антиоксидантами и клетчаткой.

Проект Moon-Rice направлен на разработку идеальной культуры для поддержания жизни в космосе во время длительных миссий, таких как постоянные базы на Луне или Марсе. «Жизнь в космосе — это переработка ресурсов и устойчивое существование, — говорит Марта Дель Бьянко, биолог растений из Итальянского космического агентства. — Мы пытаемся решить те же проблемы, с которыми сталкиваемся здесь, на Земле».

Одной из основных проблем является текущий размер культур, выращиваемых на Земле. Даже многие карликовые сорта риса всё ещё слишком велики для надёжного выращивания в космосе. «Нам нужен супер-карлик, но это создаёт свои трудности, — объясняет доктор Дель Бьянко. — Карликовые сорта часто получаются путём манипуляции с растительным гормоном гиббереллином, что уменьшает высоту растения, но также создаёт проблемы с прорастанием семян. Это не идеальная культура, потому что в космосе нужно быть не только маленьким, но и продуктивным».

Проект Moon-Rice — это совместные усилия Итальянского космического агентства и трёх итальянских университетов:

• Университет Милана обладает сильным опытом в генетике риса.
• Римский университет «Сапиенца» специализируется на манипуляции физиологией сельскохозяйственных культур.
• Университет Неаполя «Федерико II» имеет большой опыт в выращивании культур для космоса.

Проект стартовал девять месяцев назад и рассчитан на четыре года. Предварительные результаты многообещающи:

• Исследователи из Милана выделяют мутантные сорта риса, которые вырастают всего до 10 см в высоту.
• Римские учёные идентифицируют гены, способные изменить архитектуру растения для максимизации продуктивности и эффективности роста.

Поскольку производство мяса в условиях ограниченных ресурсов и пространства будет неэффективным, команда также изучает возможность обогащения риса белком за счёт увеличения соотношения богатого белком зародыша к крахмалу.

Личный фокус доктора Дель Бьянко — изучение реакции растений риса на микрогравитацию. На Земле её моделируют путём постоянного вращения растения, чтобы сила тяжести действовала на него одинаково со всех сторон. «Это лучшее, что мы можем сделать на Земле, поскольку проведение экспериментов в реальных условиях микрогравитации, то есть в космосе, — сложно и дорого», — отмечает она.

Свежая пища не только питательнее готовых космических блюд, но и имеет значительные психологические преимущества. «Наблюдение за ростом растений и уход за ними полезны для человека. Готовая или пюреобразная пища может подходить для коротких миссий, но станет проблемой для длительных полётов», — говорит Дель Бьянко.

Создание среды, которая физически и психологически поддерживает астронавтов, снижает стресс и вероятность ошибок. «В космосе лучший исход ошибки — это потеря денег, а худший — потеря жизней», — подчёркивает исследователь.

Разработки проекта полезны не только для космоса, но и для Земли. «Если вы создадите устойчивую культуру для космоса, её можно будет использовать на полюсах (в Арктике и Антарктике), в пустынях или в местах с ограниченным внутренним пространством», — заключает доктор Дель Бьянко.

Исследование будет представлено на Ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии в Антверпене, Бельгия, 9 июля 2025 года.