Сирень в космосе: как ученые развивают идею космических оранжерей

Научно-образовательный центр в Белгородской области стал одним из первых подобных учреждений в России, созданных благодаря нацпроекту «Наука и университеты». Здесь ученые работают над созданием новых продуктов, лекарств и технологий, а в этом году начали один из самых необычных и амбициозных экспериментов, идея которого восходит к трудам основоположника космонавтики Константина Циолковского — 9 августа на орбиту Земли вывели малый космический аппарат с ростками сирени из Белгородской области.

О том, как и зачем специалисты инжинирингового центра Белгородского государственного национального исследовательского университета запустили ростки сирени в космос и с какими сложностями они столкнулись, рассказал директор центра Иван Никулин.

Кукуруза стала первым растением, которое отправили в суборбитальный полет еще в 1946 году. А в 1960-м по орбите вокруг Земли пролетели традесканция, водоросль хлорелла, семена кукурузы, пшеницы, гороха и лука. Они отправились в космос на втором спутнике вместе с собаками Белкой и Стрелкой. По словам Никулина, принципиальное отличие космического эксперимента ученых из Белгородской области в том, что на этот раз ростки на спутнике должны развиваться автономно, без прямого участия людей.

«Это первый случай в истории, когда растения на протяжении длительного срока будут оставаться в космосе без непосредственного присутствия человека. В течение года планируется следить за ростом сирени, получать различные параметры развития ростков, фотографии», — отмечает он.

Запустить сирень в космос предложила директор научно-образовательного центра в Белгороде Екатерина Журавлева, и, как признаются ученые, на тот момент эксперимент казался невероятным.

В течение этого времени ученые инжинирингового центра совместно с коллегами наработали новые компетенции, создали собственные методики и провели не один десяток опытов.

«Еще Константин Циолковский в начале ХХ века рассуждал о «космической» оранжерее, затем об этом же писал Сергей Королев. Спустя столько времени мы совершили прорыв в этом направлении и теперь обсуждаем возможность отправки растений в космос в фазе роста и без участия человека», — говорит собеседник.

Для успешного запуска эксперимента специалисты еще на этапе подготовки решили целый ряд задач, с которыми ранее российские ученые не сталкивались. В инжиниринговом центре изготовили компоненты и детали для спутника, аппаратуру для регистрации жизненных показаний, систему жизнеобеспечения сирени, ростки которой должны самостоятельно вытянуться в космических условиях в четыре раза — с 1 до 4 см. Также ученые создали специальную герметичную емкость, позволяющую росткам развиваться в невесомости, обеспечили двойную защиту сирени от обезвоживания и негативного воздействия космоса. Эффективность эксперимента и возможные риски просчитали в ходе многочисленных исследований на Земле.

«К этому проекту так или иначе причастна половина научного сообщества Белгородской области, и многие приняли участие в эксперименте безвозмездно. Например, нам нужен был радиолюбитель с позывным второй категории, чтобы закрепить радиопозывной за спутником. Оказалось, что таких людей в стране не так уж много, но мы нашли того, кто нам помог. А одна из компаний бесплатно сделала освещение для спутника. Многим было просто интересно принять активное участие в таком проекте», — рассказывает Никулин.

Как отмечает директор ботанического сада Белгородского государственного национального исследовательского университета Валерий Тохтарь, на базе вуза создали крупнейшую в России коллекцию сортов сирени для применения в научных целях и сохранения редких видов. А благодаря специалистам ботанического сада для эксперимента получили ростки сирени, способные развиваться в чистой среде.

Разработав необходимое оборудование и отобрав подходящий материал, ученые провели множество экспериментов, например, термовакуумные испытания, предполагающие создание условий космоса на Земле. Тщательная подготовка позволила исключить возможные неполадки с электроникой, влияние температурного фактора на рост и развитие растений.

Ракета-носитель «Союз-2.1б» с иранским спутником «Хайям» и 16 малыми космическими аппаратами, на одном из которых находятся ростки белгородской сирени, 9 августа стартовала с космодрома Байконур. На следующий день ученые получили первые данные и фотографии, зафиксировавшие пребывание растения в космосе. В ближайшее время аналогичный спутник разместят на базе ботанического сада в Белгороде, чтобы сравнить развитие «космической» сирени с ростками в условиях гравитации. Причем следить за поведением растений вместе с учеными сможет любой желающий, используя разработанное в инжиниринговом центре бесплатное мобильное приложение «Сирень в космосе».

«Проект в целом живой и помогает популяризировать науку, космос. Сейчас работаем над тем, чтобы в приложении можно было видеть точку, где в тот или иной момент пролетает спутник. Следить за этим очень интересно», — отмечает директор инжинирингового центра белгородского вуза.

Основные параметры, отвечающие за развитие растений в космосе, ученые запрограммировали перед началом эксперимента: теперь они могут дистанционно регулировать температуру и менять режим освещенности. По расчетам специалистов, в таком режиме сирень должна развиваться в течение года.

Первые две недели пребывания в космосе для ростков прошли успешно, хотя и без проблем не обошлось, признаются ученые. Так, на одном из сеансов связи со спутником они получили данные о том, что за бортом температура опустилась до −20 градусов, при этом возможности оперативно включить систему жизнеобеспечения растений не было.

«Но все благополучно разрешилось — приборы, включая нагреватели, сработали штатно. С другой стороны, подобные ситуации дают опыт, который позволит нам в дальнейшем осуществлять такие миссии более успешно», — говорит ученый.

Тем временем уже в начале эксперимента «космическая» сирень устанавливает рекорды. Так, по словам Никулина, ростки на космическом спутнике после выхода на орбиту стали самым удаленным от планеты Земля растением.

«Спутник находится на расстоянии 530 км от Земли, а при подготовке к эксперименту мы планировали диапазон от 400 до 600 км. На такое расстояние никто еще не отправлял растение. Мы подали заявки в Книгу рекордов Гиннесса и Книгу рекордов России», — отмечает Никулин.

Результаты исследования также можно будет использовать, например, в проектах по восстановлению выгоревшей тайги микро-клонами растений в пророщенном состоянии. Проект «космической» сирени планируется развивать по мере получения новых данных, предполагается также ежегодная отправка в космос новых растений.

«Мы запустили спутник, никогда ранее этого не делая. В течение года разработали концепцию, полезную нагрузку, и дошли до запуска. А значит, способны решать и другие, более сложные задачи», — уверен Иван Никулин.

По его словам, именно вхождение в НОЦ, созданный по нацпроекту «Наука и университеты», подтолкнуло ученых к реализации проекта по запуску «космической» сирени, который прежде казался невероятным. И сейчас в планах молодой команды белгородского НОЦ «Инновационные решения в АПК» новые исследования в области генетики, селекции и промышленной микробиологии.