Выращивание пищи в космосе — ключ к полётам на Марс

Для создания постоянной базы на Луне или отправки астронавтов на Марс необходимо решить проблему снабжения продовольствием. Доставка еды с Земли чрезвычайно дорога: отправка одного фунта (≈0,45 кг) груза на низкую околоземную орбиту оценивается примерно в 10 000 долларов. Альтернатива — выращивание пищи самими астронавтами в замкнутых системах, рециркулирующих воду и кислород.

Более 40 лет профессор садоводства Кэри Митчелл из Университета Пердью занимается улучшением методов выращивания пищи в космосе. Его исследования начались с изучения влияния механического стресса на рост растений и базовых вопросов ориентации растений в невесомости.

Митчелл активно участвовал в программе NASA CELSS (Controlled Ecological Life Support Systems), направленной на создание замкнутых систем жизнеобеспечения, где растения используются не только для пищи, но и для производства кислорода и регенерации воды. В то время как многие учёные фокусировались на зерновых и белковых культурах, Митчелл сосредоточился на салатных культурах, чтобы разнообразить рацион астронавтов.

Одним из ключевых направлений его работы стало освещение растений. Традиционные тепличные лампы выделяют много тепла и потребляют много энергии. В условиях ограниченного пространства на космических станциях растения высаживаются плотно, и свет не проникает в нижний ярус листвы.

Митчелл предложил и впервые доказал концепцию использования светодиодных (LED) «световых цилиндров» ("lightsicles"), размещаемых под и сбоку от растений. Эти LED-лампы:

• Не обжигают растения, так как остаются холодными.
• Позволяют экономить 50–75% энергии при том же объёме роста растений.

Сейчас Митчелл работает над LED-массивами, которые фокусируют свет на определённых участках растений для оптимизации энергозатрат. В сотрудничестве с NASA на Международной космической станции уже проводятся эксперименты по выращиванию листовой зелени и карликовых томатов, а астронавты дегустируют урожай.

Как отмечает Джойя Масса, научный сотрудник NASA, работавшая с Митчеллом: «Он был у истоков исследований в области космической биологии и садоводства... Его исследования менялись с появлением новых технологий, и он оказал влияние на определение направления всей этой области».