Hvordan planter vokser i verdensrommet. Fremtidens romernæring - dyrking av mat i verdensrommet
For 54 år siden, 12. april 1961, foretok Yuri Alekseevich Gagarin, den første kosmonauten på jorden, verdens første flytur ut i verdensrommet med romfartøyet Vostok. Kosmonauten vår var veldig interessert i blomster. Og hvilke blomster han elsket mest, vil du lære av et utvalg interessante fakta fra duetten "plante og rom".
Interessante fakta om planter og plass:
- Om bord i 1980 romstasjon Tulipaner ble sendt til Salyut 6. Forskere antok at blomster ville blomstre i verdensrommet. Dessverre skjedde ikke miraklet da - tulipanene visnet dagen etter. Da han kom tilbake fra flyturen, sa kosmonauten V. Lyakhov desperat: "Tilsynelatende kan ingen leve i verdensrommet!" Men helter Sovjetunionen de kan også ta feil.
- Men astronautene, bevæpnet med tålmodighet, fortsatte sin forskning. Ellers, hvordan kan man utforske slike dybder som verdensrommet? Og de tok på seg blomstrete romdrakter og dro ut i verdensrommet. De overlevde under de tøffe forholdene i verdensrommet i seks måneder! Nye blader har til og med dannet seg og luftrøtter. Imidlertid falt blomstene umiddelbart ved ankomst til verdensrommet.
- Arabidopsis (Arabidopsis Thaliana) - Gagarin blant blomster. Han reiste til verdensrommet i 1982. Arabidopsis blomstret og produserte til og med frø i fullstendig fravær av tyngdekraften.
- Og Yuri Alekseevich likte tusenfryd. Enig, beskjedne små soler karakteriserer perfekt viften deres: like beskjeden og strålende.
- Jeg lurer på om det vokser tusenfryd på dem? Hvis de vokser på Mars, så er de blå eller lilla fra blader til røtter. Og hvis på, så gul eller oransje.
- I verdensrommet vil blomster lukte annerledes enn på jorden. Aromaen til en blomst avhenger av mange forhold. Og noen bruker dette dyktig. Lukter ulike typer roser dyrket på romfergen Discovery ga grunnlaget for Shiseidos Zen-parfyme.
- Trær vil også ut i verdensrommet! I 2004 gikk furubonsai til ballongerå surfe på universets vidder. Denne ideen kom til hodet på en japansk kunstner, som sammen med et selskap som lanserer romskip, brakte den til live. En stor bukett blomster fløy med furutreet for selskap. Denne praktfulle komposisjonen fløy i en høyde av 30 kilometer over jorden.
- Det viser seg at det er en blomst som er nært forbundet med det ukjente rommet, men samtidig har den aldri tenkt på å fly noe sted. Denne blomsten er plass. Først og fremst er det det det heter. For det andre er han like mystisk og forlokkende. Chocolate Cosmos ble lenge ansett som utdødd. Men heldigvis klarte kloke biologer på begynnelsen av 1900-tallet å samle frø fra det siste eksemplaret av denne unnvikende planten. Du vil bokstavelig talt spise blomsten - den har en tydelig lukt av sjokolade.
- For å få planter til å utvikle nye medisiner – til verdensrommet! Ginseng-celler, etter å ha levd i 75 dager på ISS, ble mer produktive og effektive. Alt som gjenstår er å bevare disse fantastiske egenskapene for å lage magiske piller for alle sykdommer.
- Kanadiske forskere har utviklet en "Lunar Oasis". Dette er et slags bærbart drivhus, som tar hensyn til alle betingelser for å vokse ulike kulturer og planter. I fremtiden håper de å sende et drivhus til månen for å teste funksjonaliteten til oasen. Ifølge utviklerne vil dette gjøre det mulig å gi fremtidige nybyggere fra jorden frisk frukt og grønnsaker.
- Russiske forskere utfører lignende forskning. Siden slutten av 90-tallet har de jobbet med å lage et romdrivhus. Det er et Lada-drivhus på ISS, hvor det dyrkes poteter, reddiker, bygg osv. Mange mål etterstrebes imidlertid: fra rent vitenskapelige interesser til å avlaste astronauter under utenomjordiske forhold.
- Japanske forskere sammen med indiske forskere forsker på mikrogravitasjonsforhold. Disse landenes "romsinner" ønsker å spore endringer i planters biologiske funksjoner. Til å begynne med skal det dyrkes vanlige alger. La oss se, kanskje du kan spise sushi på en romrestaurant?
Planter oppnådd takket være romprogrammet kan overraske, forbløffe og gi estetisk nytelse.
I sin søken etter å mestre verdensrommet personen ga oppmerksomhet ikke bare til design romskip, men også behovet for å tilpasse planter til nye levekår. Det er ikke overraskende at et slikt felt som kosmobotani dukket opp, og det første levende plante fløy i bane mye tidligere enn mennesket.
Opprinnelsen og utviklingen av kosmobotanikken
Rollen til den "komiske hagen" er mye viktigere enn det kan virke ved første øyekast, og dette er definitivt ikke frukten av forskernes gale fantasi. Stor rolle planter ble notert i verkene hans av K. E. Tsiolkovsky, som forsto at bare planter kan hjelpe en person på lang sikt romflyvninger, samt gi pust og næring i orbitale strukturer. For rundt 100 år siden, tilbake i 1915-1917, prøvde F.A. Zander å skape det første "drivhuset av flyletthet", og dette var bare begynnelsen...
S.P. Korolev ga også behørig oppmerksomhet til romeksperimenter med planter, under hvis ledelse de første plantene fløy ut i verdensrommet i 1960 og, viktigst av alt, kom tilbake til jorden. De første "kosmonautene" fra planteverdenen var chlorella, tradescantia, frø av mais, hvete, løk og erter. Planter reiste ut i verdensrommet på alle biosatellitter i Cosmos-serien, orbitalstasjoner og romfartøy. Det var et program for agroteknisk og botanisk forskning i verdensrommet. Under forskningen var det nødvendig ikke bare å studere påvirkningen av nye forhold på planter, men også for å oppnå langvarige reversible avlinger og, naturligvis, "komiske utbytter."
I tiden med den første prøving og feiling ble spesielle installasjoner kalt "Oasis" utstyrt for dyrking av planter, noe som ga nødvendig belysning, ventilasjon og fukting, fordi det er umulig å vanne på vanlig måte, og luftbevegelse oppstår ikke. Slike installasjoner skulle bidra til å overvinne særegenhetene som er karakteristiske for det komiske rommet.
Space frø
Selv om planter fulgte mennesket på romferdene og til og med vokste godt, noe som gjorde astronautene veldig glade, og økte moralen deres, var det fortsatt vanskelig for dem i verdensrommet, ofte mye vanskeligere enn for mennesker. Det var mulig å få grønne skudd og vegetativ masse, men dette er ikke poenget med en lukket syklus. Det var nødvendig å skaffe blomster og frø.
Skeptikere sa at blomster og frø ikke er det viktigste grønn masse er nok. Tross alt er frøene ganske lette og kan lagres i lang tid, så de kan bringes fra jorden om nødvendig. Det var også optimister som hevdet at du bare trenger å velge riktig tilnærming og "kosmiske frø" vil dukke opp før eller siden.
Geotropisme og mangel på tyngdekraft hadde en negativ innvirkning på utviklingen. Plantene nektet hardnakket å blomstre. Selv de medbrakte tulipanene med knopper ønsket ikke å åpne seg i forhold med vektløshet. Og så vendte forskere oppmerksomheten mot eksotiske orkideer. Selvfølgelig, fra et agronomisk synspunkt, kan man bare forvente estetisk nytelse fra dem, men det er ikke for ingenting at de kalles "luftens døtre." Forskere mente at tilpasning til en epifytisk eksistensmåte ville være nyttig i verdensrommet. Dessverre falt blomstene som ble levert i bane av, selv om plantene selv fortsatte å øke sin vegetative masse.
Virkeligheten var, som alltid, et sted i midten. Den viktigste "komiske blomsten" var en beskjeden plante fra belgfruktfamilien - Arabidopsis. På Salyut-7-stasjonen klarte kosmonautene A. Berezovoy og V. Lebedev i 1982, ved hjelp av Fiton-installasjonen, ikke bare å få Arabidopsis til å blomstre, men også å samle de første romfrøene. Selvfølgelig er denne planten en av de mest upretensiøse under normale jordiske forhold, men for verdensrommet er dette en virkelig prestasjon.
Hjelp fra verdensrommet, eller underverkene ved kosmisk utvalg
Det er ingen gartner eller gartner som ikke vil være fornøyd med en frukt på gigantisk størrelse. Selvfølgelig vil det kreve mye innsats for å vokse en rekordholder, men det vil være folk som mistenker fremmedintervensjon og hjelp fra verdensrommet. Disse utsagnene vil virke fantastiske og til og med morsomme i forhold til vanlige kulturer, men hvis en idé er i luften, vil noen definitivt implementere den.
Etter å ha fanget ideen har kineserne sluttet seg til kappløpet om plassvalg, fordi matproblemet i denne nasjonen er veldig akutt og "romgrønnsaker" vil komme godt med. Kinesiske forskere har sendt frø til verdensrommet siden 2001 ulike planter, som, etter å ha blitt utsatt for kosmisk bestråling, igjen falt til bakken og ble sådd på spesielle avlsplantasjer. Volumene av frø som ble levert i bane var svært betydelige. I 2006 lanserte Kina den første utelukkende landbrukssatellitten med 2000 frø. Og et år senere dukket de første romgrønnsakene opp på salg. Utvalg av plass gjorde det mulig å få nye varianter av landbruksvekster som oversteg de vanlige landbaserte variantene når det gjelder frukting.
Amerikanerne tok en mye mer sofistikert tilnærming til romvalg. De sendte frøene til de første transgene tomatene i bane, som takket være endringer i genomet ikke skulle reagere negativt på mangelen på tyngdekraften. Romeksperimentet mislyktes og plantene som ble dyrket i verdensrommet døde, men frøene som kom tilbake til jorden produserte vakre planter med ganske uvanlige egenskaper.
Hvis egenskapene til romgrønnsaker ikke er studert nok, så nytt prydplanter, oppnådd takket være romprogrammet, kan overraske, forbløffe og levere estetisk nytelse. Det er verdt å nevne Optimara Space Violet-programmet, dedikert til oppdrett av romfioler. Frøene til Uzambara-fioler tilbrakte 6 lange år i rombane og, som det viste seg, ikke forgjeves. Som et resultat, varianter med et stort antall blomster og stilker (opptil 20 om gangen), som kan blomstre nesten kontinuerlig.
Sikkert vil det gå mye tid, og vi vil begynne å kalle plantene som bor i Lunar Greenhouse "kosmiske", og ikke bare de som en gang besøkte verdensrommet.
Nominasjon
Eksperimenter i verdensrommet
PLANTER I ROMMET
Sergeeva Anastasia
Gjennomsnittlig ungdomsskolen №6
Vitenskapelig veileder:
fysikklærer
Ungdomsskole nr. 6, Shumerlya
Cheboksary, 2010
Grunnleggende spørsmål:
Hvor viktig er det å dyrke planter i verdensrommet og bygge drivhus for dem?
Mål: Lær om oppførselen til våre "grønne brødre" i verdensrommet.
Oppgaver:
Å studere meningene til forskere og kosmonauter om bygging av drivhus og vinterhager i verdensrommet; Lær om moderne muligheter for å lage drivhus og vinterhager i verdensrommet; Lag dine egne resonnementer om dette emnet og formuler konklusjoner.
Forskningsmetoder:
1. Søk og innsamling av materiale (bøker, internettressurser, fotografisk materiale).
2. Ditt eget eksperiment med å dyrke bønner;
3. Utforming av forskningsarbeid.
Resultat:
Forskningsarbeid,
Introduksjon……………………………………………………………………………………………………………………….3
Hoveddel:
"Lada" - liten, men avsidesliggende........................................... ............................ ......4
Håp og skuffelser……………………………………………………………………………… 5
Søk fører til suksess………………………………………………………………………………………..6
Til fremtidens utenomjordiske drivhus………………………………………………………………………...7
Å dyrke planter er ikke bare nyttig, men også lønnsomt!......................................... ........................................7
Ingen mutasjoner………………………………………………………………………………………………...8
Hvor mye betyr naturen og kommunikasjonen med den for en person!........................................ .............. ................................10
Praktisk del. Eksperimenter med bønner…………………………………………………………………………10
Konklusjon……………………………………………………………………………………………………….11
Litteraturliste……………………………………………………………………………………………… 11
Søknader……………………………………………………………………………………………………………………….12
Introduksjon
Viste også behovet for å bruke høyere planter som et middel for å sikre pust og ernæring for mennesker på langsiktige utenomjordiske flyvninger. I verkene til den strålende vitenskapsmannen finner vi den første " tekniske spesifikasjoner» for etablering av romdrivhus og boligomløpsstrukturer med en lukket økologisk syklus. Og tilbake i 1915-1917, i sin Moskva-leilighet, begynte han å utføre eksperimenter for å skape, som han sa, et drivhus av flyletthet. I andre halvdel av det tjuende århundre. biologi gikk utover jordiske problemer: biologisk forskning begynte å bli utført i verdensrommet. Det astronautikkteoretikerne drømte om begynte å bli implementert under ledelse. Eksperimenter på effekten av romfluktfaktorer på planteobjekter begynte i 1960 på den andre romfartøysatellitten. Så flyktet frøene fra Tradescantia, Chlorella, og returnerte vellykket til jorden forskjellige varianter løk, erter, hvete, mais. Chlorella-kulturer ble fløyet ut i verdensrommet på det bemannede romfartøyet Vostok-5. Etter det reiste planteorganismer ut i verdensrommet på alle romfartøyene våre, orbitale stasjoner og biosatellitter i Cosmos-serien. I 1962 Sjefdesigner skisserte et helt program for botanisk og agroteknisk forskning i rommet, og snart, på initiativ fra sjefsdesigneren, dukket det opp et eksperimentelt lukket bioteknisk kompleks "Bios" i Krasnoyarsk. I lang tid ble testerne forsynt med oksygen, plantemat og vann gjennom livsstøttesystemer som involverte høyere planter og mikroalger.
Så å dyrke planter er et veldig viktig skritt i astronautikk. Og i fremtiden vil han hjelpe til med å utforske andre planeter Solsystemet, og kanskje hele Galaxy. Mennesker vil kunne leve utenfor jorden i fremtiden.
"Lada" - liten, men avsidesliggende
I laboratoriet for biologiske livsstøttesystemer til Institute of Medical and Biological Problems (IMBP) utviklet de et romdrivhus - "Lada", designet for 60 W, og koster 50 tusen dollar. if(docid!=221589)(toggleElement("anons221589");) Når man ser på en liten installasjon på størrelse med en mikrobølgeovn, kan ikke en amatør forstå hva slike penger ble investert i. «Lada» består av et drivhus i seg selv, utstyrt med to minidatamaskiner, vokseblokker og vanntanker. Den japanske grønne salaten Mizuna var den første som blomstret om bord på ISS. Laboratoriearbeider, lege biologiske vitenskaper Margarita Levinskikh valgte planten fra hundrevis av andre for dens upretensiøsitet, raske vekst, smakskvaliteter og høyt innhold av vitaminer. Salaten rettferdiggjorde tilliten: den er en stor suksess om bord på ISS. Kommandør Russisk mannskap Valery Korzun, som var den første som filmet smakingen romanlegg, innrømmet at han var klar til å spise hele busken.
Russiske spesialister har utført lignende eksperimenter i flere år nå. Om bord på Mir-stasjonen i Svet-drivhuset, f.eks. lang tid hvete vokste. Det var planer om å fortsette eksperimenter med andre kornsorter. Kosmonautene spøkte til og med med at de snart ville bake brød i verdensrommet... Akk, det unike utstyret til Mir gikk tapt i havvannet, men arbeidserfaringen forble. Den ble brukt i utviklingen av Lada.
"Dette er et levende eksperiment i konstant utvikling," sier laboratoriets ledende forsker, Ph.D. tekniske vitenskaper Igor Podolsky. – Om mulig vil vi sende nye rotmoduler til ISS, endre belysningen, selve programmet... Dermed skal vi studere påvirkningen av romfluktfaktorer på vekst og utvikling av planter, og utvikle teknologier for deres dyrking under romfartsforhold. Tross alt er alt annerledes der enn på jorden."
Spørsmålet oppstår: hvorfor er alt dette nødvendig? Er det ikke nok forlatte åkre på hjemmeplaneten vår hvor du kan dyrke den samme salaten eller ertene ikke i bittesmå busker, men i hele plantasjer?
"Hvis vi anser det som hensiktsmessig for mennesker å utforske det ytre rom, vil vi også erkjenne viktigheten av å skape biologiske livsstøttesystemer," sier Podolsky. "Folk uten planter vil ikke vare lenge utenfor jorden trenger «grønne brødre.» Dette er både mat og en kraftig psykologisk faktor. miljø: Det er kjent at planter er mer sårbare for eksterne faktorer enn dyr. På Mir-stasjonen vokste hvete dårlig i lang tid. Årsaken ble oppdaget ved en tilfeldighet: metanforbrenningsenheter dukket opp på stasjonen, og samtidig sank etyleninnholdet i luften - planten begynte plutselig å spire med kraft og hoved. Astronautene kjente ikke det økte innholdet av disse stoffene, men hveten var syk."
Margarita Levinskikh mener at planter på en eller annen måte fanger emosjonell informasjon fra verden utenfor. Og i verdensrommet blir mennesker og planter mer knyttet til hverandre.
Forbindelse med levende natur hjelper oss å forbli mennesker selv langt fra de blå planetene. Alt er det samme Den lille prinsen Exupery, som elsket rosen hans høyt, og trodde at hun var den eneste i hele verden. For ham var det slik, selv om det var langt unna, på en annen planet, vokste hele hager med de samme rosene." Det er en oppfatning at "kosmiske frø" får ekstraordinære medisinske og ernæringsmessige egenskaper, kan helbrede en persons kropp og sjel. "Faktisk har vi ikke slik informasjon ennå," sier Podolsky "Selv om det kanskje åpner seg ikke mindre fantastiske utsikter i nær fremtid, prøver amerikanske forskere allerede å lage bakkebaserte moduler for dyrking av planter på andre planeter Det er en lignende utvikling - det er sant, så langt på papiret - og blant russiske forskere. Så det ser ut til at drømmene til den russiske kosmonautikkens far, Konstantin Tsiolkovsky, om romoppgjør vil gå i oppfyllelse.
Håp og skuffelser
I 1971 gikk "Vazon"-installasjonen med to tulipaner utover jorden på romfartøyet Soyuz-10. Men dessverre skjedde ikke dokkingen med Salyut-stasjonen. De blomstrende blomstene kunne bare observeres på jorden av spesialister fra søketeamet.
Ved banestasjonen Salyut-4 var det en ganske avansert oase, utstyrt med telemetri- og filmopptakssystemer. Det ble utført forskning med erter.
Til å begynne med gikk mange ting ikke bra, sier kosmonaut Georgy Grechko.
Vannet rant ikke der det var nødvendig, så begynte enorme dråper å falle av, og jeg måtte jage dem med servietter. Men totalt sett var eksperimentet en suksess, tjuetre dager gamle planter ble oppnådd. Riktignok var det ingen blomster, men vi klarte å skyte en sakte film av dynamikken i plantevekst. Det var Grechko som var en av de første som vitnet om den psykologiske støtten som astronauter fikk fra planter. Han selv, spesielt mot slutten av flyturen, prøvde ved enhver passende anledning å svømme opp til drivhuset for å ta en ny titt på de grønne vennene sine. Noen ganger tok han seg selv i å gjøre det ubevisst.
Analysen utført på jorden viste at til tross for den ytre likheten med kontrollene, skilte plantene seg i cellestruktur, biokjemisk sammensetning og vekstegenskaper. Dette så ut til å bekrefte skepsisen til de forskerne som allerede hadde tvilt på muligheten for normal plantevekst i forhold med vektløshet. Ytterligere eksperimenter med å dyrke planter på lange romferder ga heller ikke noe trøstende. Det var umulig å få tak i ikke bare frø, men til og med blomster fra hvete og erter. I stadiene av dannelsen døde plantene ganske enkelt. Og dette faktum ga grunnlag for å snakke om den grunnleggende umuligheten av plantevekst og utvikling under romfartsforhold. Det var da erfarne forskerteam ledet av en akademiker, en akademiker ved Academy of Sciences i den litauiske SSR og en akademiker ved Academy of Sciences i den ukrainske SSR, ble med for å løse problemet. Først og fremst bestemte vi oss for å finne ut om det var vektløshet eller andre faktorer, for eksempel dyrkingsteknologi, som påvirket dette. Tross alt er denne teknologien i seg selv slik uvanlige forhold ble nettopp skapt. Men vektløshet hadde en tydelig effekt på henne. Faktisk, i fravær av tyngdekraft, skjer vann- og gassutveksling i planter annerledes, og problemet oppstår med å fjerne metabolitter og sørge for nødvendig termisk regime, siden naturlig konveksjon også er fraværende. De prøvde igjen å gå tilbake til dyrking av planter, i hvilke pærer nesten hele tilførselen av stoffer som er nødvendige for utvikling er konsentrert.
Sommeren og høsten 1978, under flyturen, dyrket kosmonautene V. Kovalenok og A. Ivanchenkov løk på to måter: vitenskapelig og «som i landsbyen Belaya», hvor skipets sjef kom fra.
Løk vokser i to kar, den ene etter din metode, og den andre etter min bondemetode,” rapporterte V. Kovalenok. – Hvis du ikke skjærer den av fra toppen, begynner den å råtne, men hvis du klipper den, vokser den godt og råtner ikke. I en TV-reportasje spøkte sjefen: «Landbruksmaskiner fungerer bedre, vi testet dette som et resultat av sosialistisk konkurranse. Løken vår vokser raskere enn den vitenskapelige!» Men akk, det var ikke mulig å bringe den gjenstridige planten til blomstring med verken den ene eller den andre metoden.
Neste år i Main botanisk hage USSR Academy of Sciences i en installasjon kalt "Lutik" forberedte tulipaner for å tvinge om bord på Salyut-6-stasjonen. Alt de måtte gjøre var å blomstre i verdensrommet, men det var det de "ikke ville" gjøre. Hvorfor - det har ennå ikke vært mulig å forstå. En lignende installasjon besøkte Nordpolen nesten samtidig. Og da en skiekspedisjon ledet av I. Shparo dukket opp der, gledet tulipaner de modige reisende med den lyse flammen fra blomstene deres.
Søk fører til suksess
Men hvorfor blomstrer ikke plantene? For å svare på dette spørsmålet, under de siste ekspedisjonene på Salyut-6 og på den nye Salyut-7-stasjonen, ble det utført mange eksperimenter med et helt sett med originale enheter for plantedyrking. Her er en liste over dem: det lille orbitale drivhuset "Fiton" om bord på Salyut-7-stasjonen, der Arabidopsis først var full syklus utvikling og ga frø, det lille orbitale drivhuset "Svetoblok", der Arabidopsis blomstret for første gang om bord på Salyut-6-stasjonen, drivhuset ombord "Oaeis-1A" til Salyut-7-stasjonen, ombord installasjon "Biogravistat" med roterende og stasjonære skiver for eksperimenter på frøspiring under kunstig gravitasjon. Designere og botanikere har gitt et system med dosert halvautomatisk vanning, lufting og elektrisk stimulering av rotsonen, og endrer bevegelsen til vegetasjonskar med planter i forhold til kilden til autonom belysning.
Det var nødvendig å hjelpe planter med å takle vektløshet. Først og fremst prøvde Oasis å bruke stimulering elektrisk felt. I dette tilfellet gikk de ut fra antagelsen om at den geotropiske reaksjonen er assosiert med den bioelektriske polariteten til vev forårsaket av jordens elektromagnetiske felt. I romeksperimenter ble denne antagelsen bare delvis bekreftet.
Det er også forsket i andre retninger. For eksempel ble frøplanter av noen planter dyrket i en liten Biogravistat-sentrifuge. Det skapte en konstant akselerasjon på opptil 1 g om bord på skipet. Det viste seg at sentrifugalkrefter i fysiologisk forstand er tilstrekkelige til tyngdekraften. I sentrifugen var frøplantene tydelig orientert langs sentrifugalkraftvektoren. I den stasjonære blokken ble det tvert imot observert fullstendig desorientering av frøplanter.
Og i Magnetogravistat-enheten ble den orienterende effekten av en annen faktor studert - inhomogen magnetisk felt. Dens innflytelse på frøplantene av crepis, lin og furu kompenserte også for mangelen på et gravitasjonsfelt. Kort sagt var utholdenheten til forskerne misunnelsesverdig. Til slutt kom suksessen. Og det falt i loddet til en liten, upåfallende Arabidopsis-plante. Med en utviklingssyklus på bare rundt 30 dager, vokser den godt på kunstig jord. Under den siste ekspedisjonen på Salyut-6 blomstret Arabidopsis i kammeret til Svetoblok-installasjonen. På Salyut-7-stasjonen, hvor A. Berezovoy og V. Lebedev jobbet, ble eksperimentet med å dyrke Arabidopsis forberedt spesielt nøye. Det var et forseglet kammer "Fiton-3" med fem grøfter og sitt eget. Kyvettene inneholder et agarsubstrat som inneholder opptil 98 % vann. Etter hvert som plantene vokste, kunne de bevege seg bort fra lyskilden. Astronautene sådde selv frøene ved hjelp av en kanonsåmaskin. Først vokste plantene sakte. Men 2. august 1982 rapporterte V. Lebedev:
Mange, mange knopper og de første blomstene dukket opp. Kosmonautene ga Svetlana Savitskaya, som ankom stasjonen, en liten bukett med Arabidopsis-blomster. Hun skisserte det nøye. Ved telling på jorden ble det funnet 200 frø i belgene.
Denne erfaringen tilbakeviste oppfatningen om at det er umulig for planter å gå gjennom alle utviklingsstadier i vektløshet - fra frø til frø.
Riktignok er Arabidopsis en selvbestøver befruktning skjer selv før knoppen åpner seg. Men suksessen er likevel enorm. Og dette er en suksess, ikke bare for det vitenskapelige teamet til Institute of Botany of the Academy of Sciences of the Lithuanian SSR, ledet av en akademiker, men også av kosmonautene Anatoly Berezovoy og Valentin Lebedev. Nå kan vi si at produksjon av romplanter praktisk talt har blitt født, og vurdere utsiktene.
Til fremtidens utenomjordiske drivhus
Valentin Lebedev, som kom tilbake fra en 211-dagers flytur, svarte på spørsmålet: "Trenger du et drivhus på en lang flytur?" – Han svarte slik: – Uten tvil trengs det. Ved å ta vare på planter, reparere og på noen måter forbedre botaniske installasjoner, innså vi at uten planter er langsiktige romekspedisjoner umulige. Før vi kom tilbake til jorden, var det rett og slett synd å rive ut plantene. Vi tok dem ut veldig forsiktig for ikke å skade en eneste rot.
Slike drivhus, tror astronauten, vil okkupere hele rom med utenomjordiske stasjoner. Tross alt trenger planter en annen atmosfære enn mennesker - med økt innhold karbondioksid og vanndamp. Sannsynligvis bør det være en annen og optimal å skaffe den største avlingen temperatur, samt dagslys. Og viktigst av alt, de trenger ekte sollys.
Lag veldig store koøyer eller hele glassvegger Det er ennå ikke teknisk mulig. Tilsynelatende, sammen med en viss økning i størrelsen på vinduene, er det nødvendig å søke speilnav. Lysstrømmen som samles opp av dem og ledes inn i rommet kan tilføres plantene gjennom et system av lysledere, akkurat som fuktighet og næringsstoffer tilføres dem. Da vil Tsiolkovskys spådom gå i oppfyllelse at når du velger de mest produktive avlingene og optimale forhold for deres utvikling vil hver kvadratmeter av en utenomjordisk plantasje være i stand til å fullføre en innbygger i en rombosetning.
Vi er alle sikre på at dette vil skje!
Å dyrke planter er ikke bare nyttig, men også lønnsomt!
For at en plante skal utvikle seg og produsere mer frukt, er rik jord alene ikke nok. Det er velkjent: hva flere blader vil bli opplyst av solens stråler, jo større avling vil planten gi om høsten. Imidlertid i avlinger øvre blader, som regel skygger de nedre, det er ubrukelig å bekjempe dette på åkrene, men slike forsøk har blitt gjort i drivhus. Å flytte plantene fra hverandre etter hvert som de vokste viste seg å være både vanskelig og dyrt, så de sluttet å eksperimentere. Men så husket rombotanikere dette og foreslo å bygge utenomjordiske drivhus ikke på en flat overflate, men på en buet. På jorden adlyder plantestengler tyngdekraften; strekke seg oppover parallelt med hverandre. Rom-motstykkene deres utvikler seg i null tyngdekraft, og vekstretningen deres bestemmes bare av belysning. Derfor kan de plantes på sfæriske eller sylindriske "felt", omgitt av lamper med samme form. Stenglene til planter i slike drivhus vil være plassert langs radiene til en kule eller sylinder og vil selv bevege seg fra hverandre når de vokser. Samtidig vil belysningen av de nedre bladene og følgelig produktiviteten til avlingene være mye høyere enn på jorden. Muligheten for å dyrke planter med radielle stengler ble bekreftet i et bakkeforsøk. Planter ulike typer hvete ble dyrket i en installasjon med en sfærisk overflate som roterte rundt tre innbyrdes vinkelrette akser med hastigheter i størrelsesorden 2 omdreininger per dag. Det er selvsagt vanskelig å bedømme ut fra de første eksperimentene hvordan ting vil gå videre. Ideen må testes under reelle romfartsforhold. Men nå understreker forfatterne at «bruken av buede sitteflater gjør det mulig å tilby svært kompakte og teknologiske design transportørdrivhus for livstøttesystemer for rommannskaper ».
Ingen mutasjoner
Den tredje generasjonen av erteskudd dyrket i orbitale forhold ble oppnådd på ISS. Journalister kaller allerede Gennady Padalka for en anerkjent romagronom. I 1999, på Mir-stasjonen, dyrket han de første ørene med hvete. Tomten for plass er liten, de sådde områdene når ikke siden til en notatbok, dette er tre tusen ganger mindre enn dachaen "seks dekar". Dette er den jordiske sikkerhetskopien av det kosmiske drivhuset. På ISS er det nøyaktig det samme. Neste eksperiment forberedes her japansk grønnkål og reddiker. Hovedkravene til planter som er kandidater for romflukt er kompakthet og upretensiøsitet. Det vil måtte vokse med dårlig belysning og vanning i rommet er strengt tatt hensyn til. Drivhusbelysningen og to datamaskiner som overvåker plantenes vekst bruker kun 60 watt. En gang i uken sender astronauter data tilbake til jorden, sammen med fotografier av plantasjen. Tredje generasjon erter dyrket her blomstrer nå på stasjonen. Det er totalt seks planter, hver med tre belger. Ikke mye, men ganske nok til å anse det som bevist at planter under romforhold ikke blir mutanter. Eksperimentet begynte for 15 måneder siden, som er nok tid for et bemannet romfartøy til å fly til Mars. Forskere kan allerede nevne mulige kandidatplanter.
Lilla blomster livet opp stasjonens interiør betydelig.
Som jordiske eksperimenter har vist, med døgnbelysning av planter, kan "Phytoconveyor" produsere opptil 300 g friske urter hver 4-5 dag, det vil si 3 ganger mer enn med en tradisjonell layout. Utviklerne mener at et slikt sylindrisk transportørdrivhus er lovende for produksjon av planteprodukter på et Marsskip eller orbitalstasjon.
Hvor mye natur og kommunikasjon med den betyr for en person!
Grønne planter skaper godt humør, distrahere fra monotone og kjedelige aktuelle saker, roe ned. Å plante grønne planter vil bringe stor glede til mannskapene på romskip og stasjoner. Og uten frykt for overdrivelse kan vi anta at en "syrin gren" i verdensrommet vil bety mye mer for en person enn på jorden.
I fremtidens drivhus vil planter utstyres med spesielle sensorer og enheter. De vil ikke bare rapportere tilstanden sin, men ved hjelp av automatisering sørge for gjennomstrømning av vann og næringsstoffer i de mengder du trenger for deg selv. De vil selv kunne regulere mikroklimaet til hele drivhuslokalene ved å velge beste forhold for din vekst. Og dette er ganske realistisk, siden det er fastslått at alle planter reagerer på endringer i miljøforhold med strømmer av elektrisk natur - biostrømmer. Eksperimenter utført i laboratoriet til professor I. Gunar ved Timiryazev Agricultural Academy viste at endringer i temperaturen i sonen med planterøtter, samt noen kjemikalier, som påvirker røttene, forårsaker utseendet av svake biostrømmer, som registreres av følsomme opptakere.
Elektroder som ikke skader planter ble brukt til å drenere biostrømmer. Det ble funnet at friske planter reagerte umiddelbart på irritasjoner og endringer i forholdene, mens syke planter reagerte med forsinkelse og tregt. Det er interessant at når man påvirker røttene, for eksempel, mettet løsning næringssalter, ble planteresponsen i de samme forsøkene registrert på bladene. Det viser seg at informasjon om skiftende forhold i rotsonen ble overført til bladene. Så, føles plantene? Sannsynlig.
Det er tilrådelig å dyrke tidlig modne planter i romdrivhus. vegetabilske planter. Dette årlige planter- grønnkål, brønnkarse, borage, dill. Disse plantene inneholder betydelige mengder vitamin A, B1, B2, PP. I boragegress inneholder færre vitaminer enn andre planter, men det har den helbredende egenskaper, behagelig lukt og smak ferske agurker, noe som gjør det veldig attraktivt for introduksjon i kostholdet.
Siden vitaminpreparater under normale forhold er dårlig bevart, er det derfor lurt å ha dem på lager hele tiden. fersk. Dette betyr at det er nødvendig å studere drivhusets muligheter for å møte mannskapets behov for vitaminer under de spesifikke forholdene i det hermetiske anlegget.
Drivhusplanter skal være upretensiøse, sykdomsbestandige og godt studert under normale forhold.
Praktisk del. Bønneeksperiment
På jorden adlyder plantestengler tyngdekraften; strekke seg oppover parallelt med hverandre. Rom-motstykkene deres utvikler seg i null tyngdekraft, og vekstretningen deres bestemmes bare av belysning.
Jeg bestemte meg for å gjennomføre et eksperiment med bønner og tydelig vise hvordan dette skjer. Jeg tok bønnefrøene, pakket dem inn i våt gasbind og plasserte dem i et glassbeger (2), mens jeg med jevne mellomrom endret posisjonen på begeret. En uke senere spiret frøene (3) og jeg plantet dem i bakken (4). Jeg snudde også glassene med de plantede frøene. Senere spiret bønnene (5).
Som et resultat vokste planten og bøyde seg i alle retninger. Takket være denne evnen kan planter i verdensrommet produsere flere avlinger enn på jorden, på grunn av deres kompakthet og mangel på jordens gravitasjonskraft.
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">
venstre" width="450 " style="width:337.85pt">
https://pandia.ru/text/78/432/images/image012_6.jpg" align="left" width="794" height="586 src=">
Drivhuset som jeg forbereder for videre eksperimenter
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=">
Mange astronauter prøvde å dyrke planter om bord i romfartøyet Våre Kuban-beboere tok seg også av sine grønne venner. Vi har allerede skrevet om forskningen til Viktor Gorbatko og Pham Tuan, og nå tilbyr vi materiale om romplantedyrkingseksperimentene til Vitaly Sevastyanov og Anatoly Berezovoy
G. Beregovoy snakker interessant om de første eksperimentene med å dyrke erter av astronauter i boken "Space for Earthlings":
«Det ligger i menneskets natur å føle tilhørighet til jordisk natur, hvor enn han er. Men når du befinner deg utenfor hjemmeplaneten din, oppfattes dette spesielt akutt. Legg merke til hvor begeistret og varmt astronautene snakker om hvordan jorden ser ut fra bane. Vel, hvis et stykke av den levende verden reiser med dem i den livløse tomheten i rommet, blir omsorgen for "landsmennene" rett og slett øm. Selv når disse "landsmennene" er grønne stengler av vanlige erter. Forresten, det var denne planten som ble dyrket på Salyut-4 av A. Gubarev og G. Grechko, og deretter plantet igjen av deltakerne på neste ekspedisjon P. Klimuk og V. Sevastyanov.
Om bord på romstasjonen er det en spesiell installasjon for dyrking av planter i null tyngdekraft - "Oasis". Normale forhold skapes for plantene i den, og astronautene overvåker og pleier sine grønne kjæledyr hver dag.
Uten pålitelige data om hvordan vektløshet påvirker utviklingen av planter, satte forfatterne av eksperimentet korn inn i deres "Oasis" tilfeldig (det er derfor de første skuddene var uviktige: av 36 korn spiret bare 3). På jorden går naturlig nok roten alltid ned i jorden, ned, og frøplanten når mot lyset. Men hva med en ert i verdensrommet, der det verken er opp eller ned? Hvor skal det vokse?
Det viste seg at erten blir fortalt hva den skal gjøre, ikke av tyngdekraften, men av den såkalte polare orienteringen genetisk innebygd i den: hvis frøplanten er rettet mot lyset, er roten absolutt i motsatt retning. Det betyr at du bare må hjelpe erten – orientere den på forhånd slik at roten berører jorda og frøplanten går mot lyset – og frøplanter er garantert. Ellers vil planten dø.
Forskernes antagelse ble testet av den andre ekspedisjonen på Salyut-4. P. Klimuk og V. Sevastyanov tok den forbedrede "Oasis" og frømaterialet i bane. Ordnet kornene etter instruksjonene. Og på den tiende dagen spør biologer astronautene: hvordan er plantene der?
"Alt er bra," rapporterer V. Sevastyanov rolig, "du kan høste avlingen - løkskuddene har allerede nådd 10-15 cm."
– Hvilke piler, hvilken bue? - de ble først lamslått på jorden, men kom raskt til fornuft: - Vi forstår, dette er en spøk, vi ga deg erter, ikke løk.
"Vi hadde ertefrø, det er sant," forbarmet flyingeniøren seg over biologene, "men vi tok med oss to løk hjemmefra og plantet dem så å si utover planen." Nesten alle ertene har spiret og vokser nå. Så det er mulig å leve i verdensrommet.
Ytterligere eksperimenter med planter, utført på lengre flyvninger ombord på Salyut-6 orbitalstasjon, ga imidlertid forskerne mange nye overraskelser. De samme ertene, til tross for forsikringene fra V. Sevastyanov om at det er mulig å leve i verdensrommet, kunne av en eller annen grunn ikke overleve der. Om og om igjen plantet de den i "hagen over skyene", frøene spiret, plantene utviklet seg normalt og... døde. Det var ingen måte å produsere "rom"-frø, selv om omsorgen for plantene ikke bare var grundig, men til og med... han var ekstremt omsorgsfull. Astronautene flikket hver dag i "hagen" deres og pleiet hver spire, men resultatet var fortsatt det samme - de kunne ikke bevares. Noen rakitt vokste i vektløshet...
Likevel ga verken forskerne eller kosmonautene opp eller mistet håpet.»