На Луне воду придётся подавать растениям иначе — слабая гравитация меняет поведение жидкости

Поливать растения на будущих лунных базах обычным земным способом может не получиться. Эксперимент учёных из США показал, что при гравитации, близкой к лунной, поверхностное натяжение сильнее влияет на распределение воды, поэтому жидкость течёт и смачивает поверхности иначе. Результаты исследования опубликованы в журнале Microgravity Science and Technology.

Проверку провели не в лабораторной центрифуге на Земле, а во время суборбитального полёта Blue Origin New Shepard 29. Капсулу вращали примерно со скоростью 11 оборотов в минуту, создавая центробежное ускорение, близкое к одной шестой земной гравитации.

Фаза эксперимента продолжалась около 2,3 минуты. За это время оборудование сделало 86 снимков жидкостей при ускорении 1,76 м/с² — примерно на 8% выше реальной гравитации Луны.

Воду, солевой раствор и глицерин отправили в суборбитальный полёт

Учёные сравнивали три жидкости: обычную воду, раствор с 30% глицерина и воду с 0,8% соли. Камера фиксировала форму мениска — искривлённой поверхности жидкости у стенок ёмкости — при земной и искусственной лунной гравитации.

Разница оказалась заметной. При меньшем ускорении жидкость сильнее зависела от взаимодействия со стенками и поверхностного натяжения, а её поверхность становилась более округлой. Florida Institute of Technology отмечает, что для будущих систем полива это означает необходимость проектировать их специально для условий Луны, а не просто переносить земные решения.

Особенно интересным оказался раствор глицерина: он показал улучшенное смачивание поверхности. Авторы допускают, что добавки с похожими свойствами или гидрогели в будущем могут помочь распределять влагу в лунном грунте.

Главная проблема — не только слабая гравитация

Лунный реголит состоит преимущественно из очень мелких частиц и в сухом состоянии плохо смачивается водой. В сочетании со слабой гравитацией это может привести к неравномерному распределению влаги вокруг корней. Избыток воды в одной области и её недостаток в другой опасны для растений, в том числе из-за нехватки кислорода в корневой зоне.

При этом исследование пока нельзя считать готовой инструкцией для лунных теплиц. Авторы сами указывают на ограничения эксперимента: на результаты влияли шероховатость напечатанных на 3D-принтере ёмкостей, особенности их стенок и даже небольшие утечки. Следующим шагом должны стать более длительные испытания с настоящим или имитированным лунным реголитом.

Именно такие эксперименты нужны ещё до появления постоянных баз: растения на Луне рассматриваются не только как источник пищи, но и как часть системы жизнеобеспечения, способной производить кислород, очищать воду и перерабатывать часть отходов.