Вот почему ученые продолжают искать других кандидатов на роль биологических звеньев систем жизнеобеспечения, в том числе и среди высших растений. В свое время К. Циолковский, например, ратовал за бананы. Теперь же специалисты предпочтение отдают растениям попроще, таким, как картофель, пшеница, свекла, редис, капуста, морковь.
Между прочим, подбор культур для космического огорода — дело далеко не простое. Только у нас в стране возделывается свыше четырехсот видов съедобных растений, и у каждого из них есть свои достоинства. Первое, что требуется от претендента на космическую судьбу, — высокая урожайность. Не менее важен и состав получаемой биомассы. Комплекс растений надо подобрать так, чтобы был обеспечен наиболее полезный, питательный «букет» веществ.
В ежедневном рационе человека большая часть по весу принадлежит углеводам. Кому из растений можно поручить роль их поставщика? Пока называют среди главных претендентов картофель, свеклу и пшеницу. Почему пока? Дело в том, что эти растения возделывались только в полевых условиях. О том, насколько удастся их приспособить для космических оранжерей, ничего не известно. В этом отношении они для специалистов знакомые незнакомцы. Развернули опыты по их выращиванию в контролируемых условиях, на различных питательных почвах, чтобы выяснить, как эти растения ведут себя при искусственном освещении, решить другие вопросы. Эксперименты показали, например, что урожай картофеля в подобных условиях повышается в два раза.
От опыта к опыту растения, что готовятся к полетам в космос, как бы заново открываются для человечества. И это не может не сказаться на земной сельскохозяйственной практике.
Так космос приучает по-новому взглянуть на природу, использовать ее ресурсы наиболее эффективно, наиболее полно.
Проверку проходят и те качества, на которые прежде не обращали внимания. Кого могло интересовать, как картофель будет реагировать на действие радиации? А для космических оранжерей это важно. Вдруг под воздействием космических излучений картофель, допустим, переродится и через несколько поколений его клубни окажутся несъедобными? Или произойдут с ними другие какие-то метаморфозы?
Не менее важно заранее убедиться и в том, что растения будущего «заоблачного огорода» совместимы с человеком. Ведь есть немало представителей зеленого царства, с которыми мы прекрасно уживаемся, когда они растут на воле, но стоит оставить их на ночь в доме, как может случиться неприятность, а то и беда. Речь идет о летучих веществах, выделяемых растениями в процессе их «дыхания». Таким дорога в космос должна быть надежно закрыта, иначе они могут оказать неблагоприятное воздействие на космонавтов.
Тщательно и разносторонне исследуют ученые характер и возможности растений, прежде чем рекомендовать их в космический полет. Был проведен, например, уникальный эксперимент, во время которого три испытателя целый год находились в «земном звездолете». К герметической кабине, где жили испытатели, подключалась оранжерея с высшими растениями. В кюветах на специальных смолах, насыщенных необходимыми для развития растений элементами выращивались капуста, кресс-салат, укроп, огуречная трава. Эта небольшая оранжерея работала в режиме конвейера — все время была свежая зелень. Каждые сутки участники эксперимента имели нужное количество зеленой массы, богатой витаминами. Ученые убедились, что в герметически замкнутом помещении можно выращивать высшие растения, многократно используя воду, и что они совместимы с человеком — не оказывают друг на друга неблагоприятного влияния.
В другом похожем эксперименте «биологическое звено» образовали из трех частей: человека, культиватора хлореллы, о котором я уже упоминал, и специальной камеры с искусственным климатом — фитотрона, где росла пшеница. В течение длительного времени испытатели находились в герметическом помещении и дышали воздухом, кислород для которого предоставляли хлорелла и пшеница в обмен на углекислый газ. Был налажен и круговорот воды в этой замкнутой системе. Все три ее составные части показали полную биологическую совместимость.
Любопытно, что в этом эксперименте испытатель сам занимался возделыванием пшеницы, выступал, так сказать, в роли хлебороба. Установка, заменявшая поле, представляла собой герметичную камеру с прозрачной крышкой; сквозь нее круглые сутки лился свет. «Почвой» служили планки с отверстиями, в которые высевались зерна. Корни и стебли через отверстия выходили наружу. Корни периодически омывались питательным раствором. Пленки свободно перемещались, поэтому ширину междурядий можно было легко регулировать, чтобы наиболее рационально использовать освещаемую площадь. Плоды своих трудов испытатель в прямом смысле «вкушал сам», так как из выращенного зерна выпекался хлеб.
Ряд экспериментов с несколькими испытателями (общей длительностью — 6 тысяч часов) привел ученых к выводу, что конвейерное возделывание пшеницы на площади 20 квадратных метров способно обеспечить растительную долю белковой и значительную долю углеводной части суточного рациона одного человека. Длительность непрерывного действия системы превышала сто суток, а жизнь человека в ней — три месяца. При этом не обнаружено никаких биологических препятствий для дальнейшего увеличения сроков работы всей системы.
Тысячелетиями кормила пшеница людей. Неспроста они выбрали этот злак — у него бесценные пищевые достоинства. В пшеничном зерне наилучшее сочетание между белками и углеводами. Нет ничего удивительного, что именно пшеницу включили ученые в число первых кандидатов для космических оранжерей. Думаю, сказался здесь и чисто психологический фактор: человеку в долгой разлуке с Землей очень трудно будет обойтись без хлеба.
Все эти предположения, планы, опыты и эксперименты нуждаются, не будем этого забывать, в проверке космосом. Правда, кое-что уже пригодилось и на Земле. Например, в Советском Союзе построена установка полупромышленного типа для выращивания хлореллы. В честь первых советских космических кораблей ее нарекли «Востоком». С квадратного метра поверхности установки за сутки получают 15 граммов хлореллы в сухом виде. Летом с одного гектара можно собрать более ста центнеров чистого белка. Это почти в 25 раз больше, чем дает гектар картофеля или пшеницы. Плантации хлореллы — теперь в этом убедились — неисчерпаемый источник белков, которые нужны не только пищевой промышленности, но и животноводству, птицеводству как добавка к кормам. Сейчас налаживается производство хлореллы в промышленных масштабах. Видите, как получилось: еще окончательно неясно, попадет ли хлорелла с космонавтами в полет, а она уже нашла себе применение на Земле.
Ну а как же складывается космическая судьба растений? Надо сказать, не слишком-то благополучно. «Огород над облаками» дал только стебли пшеницы и гороха, да и те развивались лишь до цветения, а потом погибали. Хорошо рос лук, но стрелки его, по отзывам космонавтов, были водянистыми и горькими. Попробовали вырастить корнеплоды — морковь, редис. И снова результат неутешительный.
Тогда биологи решили обмануть космос с его коварной невесомостью. Во время очередной экспедиции на «Салюте-6» В. Ляхову и В. Рюмину поручили провести эксперимент с небольшой центрифугой «Биогравистат». Внутри прибора моторчик вращал ротор со скоростью один оборот в секунду. Тем самым создавалась искусственная гравитация, приблизительно соответствующая земной на уровне моря. Семена огурцов и других растений высевались произвольно, но корешки прорастали в одном и том же направлении — всегда от центра. Словом, семена вели себя так, будто они высажены в земную почву. И хотя полет продолжался почти полгода — 175 суток, огурцы вырастить так и не удалось. Вернувшись на Землю, В. Рюмин сообщил, что посадил перед уходом со станции четыре огуречных семечка. «А что, — сказал он, — посмотрим, вдруг вырастут огурцы?»
Надо же было случиться такому, что В. Рюмину со следующей экспедицией довелось вновь отправиться на «Салют-6». И он не преминул этим воспользоваться. В одном из первых телесеансов с орбиты В. Рюмин с торжествующим видом показал изумленным биологам настоящий, полновесный огурец, якобы выросший на станции за его отсутствие. Конечно, догадались, что это был муляж, но в Центре управления полетом смеялись от души: уж очень неожиданным оказалось это вещественное доказательство.
«И на Марсе будут яблони цвести»
Шутки шутками, но, как утверждают ученые, высшие растения в космосе развиваются иначе. Изменения происходят, по-видимому, на клеточном уровне. Но об этом ученые знают еще очень мало. Не могут они ответить и на вопрос: почему растения в космосе не цветут. Впрочем, совсем недавно зацвели.
…На космодроме шла подготовка к запуску «Прогресса-6» — грузового транспортного корабля. Началась его загрузка, и вскоре все узнали, что готовится необычная посылка — цветок. Первый, космический… Конечно же, тюльпан. Нет, не из тех, что цветут по весне вокруг стартовой площадки Байконура. Ученые не поступаются интересами науки — у них свой взгляд на цветы. Тем не менее каждый понимал: космонавтам будет приятно получить с Земли столь красивый подарок.
