Биологи ликовали — самый настоящий горох! Впервые в космосе растения прошли тогда полный цикл развития от семени до взрослого стебля. По возвращении на Землю растения обмерили, сфотографировали и зафиксировали в углекислоте. По внешнему виду их невозможно было отличить от земного гороха. Хотя вовсе не исключено, что в строении клеток, например, кое-какие отличия будут найдены. Правда, смущало ученых одно обстоятельство: из 36 зерен, помещенных в «Оазис», взошло и выросло только… три. Такой всхожестью, как вы понимаете, никак не похвалишься. В чем же дело?
Не имея надежных данных о том, как влияет невесомость на развитие растений, авторы эксперимента положили зерна в свой «Оазис» как попало. На Земле, естественно, корень всегда уходит в почву, вниз, а проросток тянется к свету. А как быть горошине в космосе, где нет ни верха, ни низа? Куда ей прорастать?
Выяснилось, что горошине подсказывает, как быть, не гравитация, а генетически заложенная в нее так называемая полярная ориентация: если проросток направлен к свету, то корень непременно в противоположную сторону. Значит, стоит только помочь горошине — заранее сориентировать ее так, чтобы корешок уткнулся в почву, а проросток направился к свету, — и всходы обеспечены. В ином случае растение погибнет.
Предположение ученых проверяла вторая экспедиция на «Салюте-4». П. Климук и В. Севастьянов захватили с собой на орбиту усовершенствованный «Оазис» и семенной материал. Расположили зерна в соответствии с заданием. И вот на десятые сутки биологи, преодолевая нетерпение, запрашивают космонавтов: как, мол, там растения?
— Все в порядке, — спокойно докладывает В. Севастьянов, — можно собирать урожай — стрелки лука уже достигли 10–15 сантиметров.
— Какие стрелки, какого лука? — обомлели сначала на Земле, но быстро спохватились: — Понимаем, это шутка, мы же вам давали горох, а не луковицы.
— Были у нас семена гороха, верно, — сжалился над биологами бортинженер, — но мы прихватили с собой из дома и две луковицы, посадили их, так сказать, сверх плана. А горошины почти все взошли, теперь подрастают. Так что в космосе жить можно!
Однако дальнейшие опыты с растениями, проведенные в более длительных полетах уже на борту орбитальной станции «Салют-6», принесли ученым немало новых сюрпризов. Тот же горох вопреки заверениям В. Севастьянова, что в космосе жить можно, почему-то никак не мог там выжить. Раз за разом высаживали его в «огороде над облаками», семена прорастали, растения нормально развивались и… погибали. «Космических» семян никак не получалось, хотя уход за растениями организован был не только тщательный, но даже, я бы сказал, он был сверхзаботливым. Космонавты каждодневно возились в своем «огороде», лелеяли каждый росток, а результат все тот же — сохранить их не удалось. Какие-то рахиты вырастают в невесомости…
Тем не менее ни ученые, ни космонавты не опускают рук, не теряют надежды. Они по-прежнему рады и таким уродцам в «космическом огороде».
— «Фотон-2», вас просит на связь биолог, — вызывает как-то Земля А. Иванченкова. Тот не откликается, и за него отвечает командир экипажа В. Коваленок:
— «Фотон-2» по грибы пошел.
Все в дежурной смене Центра управления заулыбались, но в шутке была солидная доля правды. На борту «Салюта-6» проходил тогда эксперимент по выращиванию грибов в специальной установке. А. Иванченков действительно решил посмотреть, что происходит на космической грибной «плантации», проконтролировать, говоря научным языком, ход эксперимента. Потом эта фраза «пошел по грибы» часто звучала с борта «Салюта» и по разным другим поводам.
Грибы на «плантации» росли весьма странные. Ножки у них завивались, перекручивались и мотались из стороны в сторону, словно пытались найти себе опору, не понимая, что их лишили главного — земного тяготения. Но даже к таким уродцам космонавты проявляли участие, нежно о них заботились. Вновь подумалось: какой удивительно стойкий интерес вызывает все живое, создавая своеобразную психологическую поддержку в трудной работе. Недаром космонавты теперь непременно берут с собой на орбиту дополнительные семена по собственной инициативе: кто укроп, кто петрушку, кто чеснок, кто лук…
Конечно, растения на борту орбитальных станций появились не только и не столько потому, что своим зеленым видом они радуют глаз космонавтов, напоминая о родной планете, сколько в целях гораздо более существенных.
Человеку необходимо дышать, пить, есть. Как говорится, при любых обстоятельствах — будь он во льдах Антарктиды, в пекле Сахары или на дне океана. Ничего тут не поделаешь — так уж мы устроены. Природа держит нас как бы на поводке, и, надо сказать, очень коротком. Полторы-две минуты без кислорода — и…
На борту космических станций мы сумели приспособиться к отсутствию привычной на Земле тяжести, но никогда и нигде нам не удастся обойтись без кислорода, воды, пищи. Космонавты успешно работают на орбите уже по нескольку месяцев кряду. Они пользуются при этом запасами кислорода, воды и продуктов, взятыми с Земли. Сможем ли мы и в дальнейшем довольствоваться такой системой жизнеобеспечения? Несомненно, если иметь в виду полеты в течение вполне определенного времени и только на околоземной орбите, где помогут грузовые транспортные корабли типа «Прогресс». А вот, скажем, для межпланетных экспедиций, которые продлятся годы, устроить на борту корабля кладовую необходимых продуктов невозможно, она займет непомерно много места. Остается одно — создать на корабле-планетолете такие условия, при которых он превратился бы, по существу, в своеобразную «мини-Землю». Иначе говоря, придется организовать так называемый замкнутый цикл жизни, систему круговорота веществ, выполняющую функции земной биосферы.
Еще в начале века К. Циолковский, предвидя проблемы освоения космоса, предлагал использовать для этих целей растения, их замечательное свойство — поглощать углекислый газ и вырабатывать кислород. В его представлении система замкнутого цикла жизни выглядела как оранжерея. «Тогда не придется более расходовать запасов кислорода и пищи, — утверждает К. Циолковский устами одного из героев своей книги „Вне Земли“, — избыток растений нам даст и то и другое. Все наши выделения и отбросы также целиком будут поглощаться. Мы будем брать от растений столько же, сколько и давать им…»
Подобные космические оранжереи, цветущие сады за пределами нашей планеты для современной космонавтики — голубая мечта, дело отдаленного будущего. Однако сама идея круговорота веществ, как теперь говорят, вполне конструктивна, то есть поддается реализации и на нынешней технической основе. Во всяком случае, ученые уже давно задумались над путями ее осуществления, хотя бы и частично.
От хлореллы до пшеницы
В поисках подходящих растительных организмов специалисты обратили внимание на хлореллу — микроскопическую зеленую водоросль. Специалистам приглянулись ее универсальные свойства. Правда, обычные «сухопутные» растения дают кислорода больше, чем хлорелла, но явно не могут с ней соперничать в другом отношении: слишком они громоздки, занимают много места. К тому же хлорелла не только «генератор» кислорода, но и вполне съедобная биомасса, содержащая почти все необходимые человеческому организму вещества. Она наполовину состоит из белка, а другая ее половина — это жиры, углеводы, витамины.
Начались широкие опыты с хлореллой и на Земле и в космосе. Например, в Красноярском институте физики Сибирского отделения АН СССР построили компактный культиватор хлореллы. Он поглощал углекислый газ, выделяемый человеком при дыхании, а под светом мощной лампы водоросли вырабатывали кислород. Испытатели неделями жили в герметической кабине и дышали кислородом, который обеспечивал культиватор. Кюветы общей поверхностью около восьми квадратных метров, содержавшие хлореллу «живым весом» всего-навсего полтора килограмма, полностью удовлетворяли потребности в кислороде одного человека.
С небольшой химической доочисткой через культиватор хлореллы совершала круговорот и вода.
Эти и многие другие эксперименты убедительно показали, что хлореллу удобно использовать в космосе как источник кислорода и воды. Технически вполне возможно построить автоматизированную бортовую установку на основе хлореллы, которая успешно будет соперничать с традиционными физико-химическими регенераторами кислорода и воды, разумеется, в случае достаточно длительного срока действия. К тому же совсем недавно обнаружена у хлореллы и еще одна очень ценная для космонавтики способность — очищать атмосферу от вредных примесей. Но на пищевом фронте позиции знаменитой водоросли оказались не такими прочными. Человеку трудно привыкнуть к пище из водорослей, даже если она очень полезна и питательна.
