Однако вернемся к проблеме растений, сопровождающих человека в космическом полете. В 2014 году на борту Международной космической станции начались исследования по выращиванию растений в мини-теплице Veggie. В теплице не только был выращен зеленый салат, но в январе 2016 года зацвели первые настоящие цветы, распустившиеся в невесомости (это были циннии). Рэймонд Вилер, директор департамента по обеспечению жизнедеятельности НАСА, признал, что подобные эксперименты весьма положительно сказываются на настроении астронавтов. По его рекомендации была интенсифицирована разработка биорегенеративных модулей жизнеобеспечения в космосе, которые посредством создания искусственных экосистем имитировали бы взаимодействие между микроорганизмами, животными и растениями, типичное для земной экологии, и в которых отходы одних служили бы ресурсом для других. В подобных модулях роль растений должна стать фундаментальной, поскольку именно они производят кислород и утилизируют углекислый газ с помощью фотосинтеза, очищают воду путем испарения и, в конце концов, поставляют свежие овощи.
Фотография лаборатории в Университете Флоренции, где мы с моими коллегами провели многие из исследований, которые я описываю в этой книге.
Выращивание растений в космосе, таким образом, неотделимо от процесса его освоения. Очень увлекательно думать о том, что исследование космоса, которое для человечества всегда было одним из столпов его воображаемого будущего, станет неразрывно связано с его древнейшей деятельностью – сельским хозяйством. Подобные соображения могут оскорбить уши инженеров и физиков, которые всегда рассматривали космические агентства как собственную, и ничью больше, вотчину. Раньше обнаружить ботаника – я уж не говорю про агронома – среди персонала космических учреждений было чем-то немыслимым. Однако в последние 20 лет ситуация изменилась. Даже самые непреклонные технократы вынуждены были признать, что присутствие растений действительно необходимо для исследования и колонизации космоса.
Суперцентрифуга, установленная в центре ЕКА в Нордвике (Голландия), позволяет создавать условия сильнейших перегрузок.
Упрощая, можно сказать, что для растения – так же, как и для любого другого существа – космическое пространство отличается от привычного, прежде всего из-за гравитации (существенно меньшей) и влияния космического излучения. Однако растения, растущие в космосе в условиях невесомости, несмотря на проявляющиеся иногда хромосомные сбои и изменения биологического цикла, умудряются успешно адаптироваться. Как недостаток силы тяжести, так и перегрузки, естественно, становятся источником стресса для них. Но, в отличие от других стрессогенных факторов: засухи, скачков температуры, засоленности почв, отсутствия кислорода и многих других, с которыми растения сталкивались на Земле за многие миллионы лет эволюции, отсутствие силы тяжести – это нечто принципиально новое. На нашей планете любое существо сталкивается с гравитационным ускорением, равным в среднем 9,81 м/сек2 (или 1 g). Гравитация при этом относится к фундаментальным силам, влияющим на любое биологическое создание и вообще на любой физический объект, находящийся на Земле. Физиология, метаболизм, структура, способы коммуникации, форма тела любого земного обитателя определяются этой силой.
Когда я утверждаю, что гравитация относится к универсальным силам, я хочу подчеркнуть, что она существует везде. Пусть очень слабо, но присутствует. Гравитация, равная нулю, существует исключительно в теории. На самом деле, вместо того, чтобы говорить о невесомости, было бы правильнее обсуждать микрогравитацию. На Земле мы тоже располагаем способами ее испытать, пусть и на короткое время.
Башня падения в Бременском университете – удивительное научное приспособление для изучения влияния микрогравитации короткого действия.