На Місяці воду доведеться подавати рослинам інакше — слабка гравітація змінює поведінку рідини

Поливати рослини на майбутніх місячних базах звичним земним способом може не вийти. Експеримент учених зі США показав, що за гравітації, близької до місячної, поверхневий натяг сильніше впливає на розподіл води, тому рідина тече й змочує поверхні інакше. Результати дослідження опубліковано в журналі Microgravity Science and Technology.

Перевірку провели не в лабораторній центрифузі на Землі, а під час суборбітального польоту Blue Origin New Shepard 29. Капсулу обертали приблизно зі швидкістю 11 обертів за хвилину, створюючи відцентрове прискорення, близьке до однієї шостої земної гравітації.

Фаза експерименту тривала близько 2,3 хвилини. За цей час обладнання зробило 86 знімків рідин за прискорення 1,76 м/с² — приблизно на 8% вищого за реальну гравітацію Місяця.

Воду, сольовий розчин і гліцерин відправили в суборбітальний політ

Учені порівнювали три рідини: звичайну воду, розчин із 30% гліцерину та воду з 0,8% солі. Камера фіксувала форму меніска — викривленої поверхні рідини біля стінок посудини — за земної та штучної місячної гравітації.

Різниця виявилася помітною. За меншого прискорення рідина сильніше залежала від взаємодії зі стінками та поверхневого натягу, а її поверхня ставала більш округлою. Florida Institute of Technology зазначає, що для майбутніх систем поливу це означає необхідність проєктувати їх спеціально для умов Місяця, а не просто переносити земні рішення.

Особливо цікавим виявився розчин гліцерину: він показав покращене змочування поверхні. Автори припускають, що добавки зі схожими властивостями або гідрогелі в майбутньому можуть допомогти розподіляти вологу в місячному ґрунті.

Головна проблема — не лише слабка гравітація

Місячний реголіт складається переважно з дуже дрібних частинок і в сухому стані погано змочується водою. У поєднанні зі слабкою гравітацією це може призвести до нерівномірного розподілу вологи навколо коренів. Надлишок води в одній ділянці та її нестача в іншій небезпечні для рослин, зокрема через брак кисню в кореневій зоні.

Водночас дослідження поки не можна вважати готовою інструкцією для місячних теплиць. Автори самі вказують на обмеження експерименту: на результати впливали шорсткість надрукованих на 3D-принтері посудин, особливості їхніх стінок і навіть невеликі витоки. Наступним кроком мають стати триваліші випробування зі справжнім або імітованим місячним реголітом.

Саме такі експерименти потрібні ще до появи постійних баз: рослини на Місяці розглядають не лише як джерело їжі, а й як частину системи життєзабезпечення, здатної виробляти кисень, очищати воду та переробляти частину відходів.