Красноярские учёные создали модель грибной фермы для космической базы на Луне

Красноярские учёные совместно с коллегами из Австрии создали концептуальную модель грибной фермы для будущих покорителей спутника Земли. Как сообщили в Красноярском научном центре Сибирского отделения Российской академии наук (КНЦ СО РАН), разработка может стать частью системы жизнеобеспечения космонавтов. В функции фермы входит не только производство пищи, но и переработка растительных отходов.

Полезная вешенка

Международную научную станцию на Луне планирует создать госкорпорация “Роскосмос” в содружестве с Китайским национальным космическим управлением. Организации ещё в 2021 году подписали соответствующий меморандум. Какие бы научные цели ни запланировали организаторы миссии, для людей, которые будут заниматься исследованиями, нужно создать систему жизнеобеспечения, в том числе организовать для космонавтов сбалансированное качественное питание.

Как поясняют в КНЦ СО РАН, в список биологических видов — кандидатов на воспроизводство пищи наряду с растениями и животными включены грибы. По мнению исследователей, больше всего подходит для выращивания на Луне вешенка. Такие грибы растут на субстрате из мёртвых растительных остатков, содержат мало натрия, насыщенных жиров и холестерина, при этом являются хорошим источником белка, тиамина, витамина B6 и ещё не менее десятка микроэлементов. Кроме того, вешенки уже использовали в экспериментальной модели системы жизнеобеспечения для переработки растительных отходов, то есть они прошли тестирование и хорошо себя зарекомендовали.

От посева до урожая — два месяца

Концептуальная модель грибной фермы, которую создали учёные Института биофизики КНЦ совместно с австрийскими коллегами, состоит из двух модулей. Первый используется для подготовки и стерилизации субстрата, а во втором происходит посев и выращивание грибов. С ростом численности экипажа производство грибов можно увеличить, установив дополнительные модули.

В пресс-службе КНЦ рассказали, что технологический цикл выращивания грибов до сбора урожая длится чуть больше двух месяцев. После его завершения отработанный субстрат удаляется и проводится влажная уборка фермы. Как и на Земле, на Луне выращивать грибы планируется на растительных отходах. Учёные подсчитали, что один технологический цикл требует 86 килограммов отходов и даёт 28 килограммов свежих грибов. Этого количества продукции достаточно, чтобы дважды в неделю добавлять в меню 15 космонавтов по 100 граммов вешенки.

— Есть несколько причин для включения грибов в космическую диету, — объясняет Владимир Ковалёв, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН. — Как и продукты животного происхождения, грибы, в отличие от растений, содержат витамин D. Поэтому, в случае невозможности получения животной пищи, они могут стать единственным источником этого необходимого элемента в экологической системе жизнеобеспечения. Грибы выращивают на растительных отходах, что обеспечивает их переработку в удобрение. Использование грибов увеличивает разнообразие космического рациона. Правда грибы на Луне ещё не выращивали, поэтому представленный проект фермы содержит неопределённости. Все окончательные параметры можно будет уточнить в экспериментальном порядке уже на спутнике Земли.

Люди в замкнутой системе

В КНЦ СО РАН напомнили, что задача по разработке экспериментальной замкнутой системы жизнеобеспечения была поставлена перед красноярскими учёными самим Сергеем Королёвым ещё в 60-х годах прошлого века. В 1970-х годах в Красноярске был создан БИОС-3 — герметичный бункер с четырьмя равными по площади отсеками: жилым модулем и тремя с растениями и водорослями.

Самый продолжительный эксперимент с участием людей проходил в 1973 году и длился 180 суток. Трое исследователей дышали кислородом, выделяемым растущими в БИОС-3 растениями, вода очищалась внутри системы. Таким образом, было достигнуто полное замыкание системы по кислороду и углекислому газу и почти полное (95 процентов) по воде. Вся растительная часть пищи, 50–70 процентов рациона человека, состояла из пшеницы и овощей, выращенных в БИОСе.Однако БИОС-3 не был полностью замкнутым. Некоторые вещества не возвращались в круговорот и накапливались в виде “тупиков”. К таким соединениям, например, относились твёрдые выделения человека, растворённые соли, несъедобные части растений. За счёт этого нарушался баланс и падал коэффициент замкнутости системы.

К настоящему времени красноярские учёные создали уникальные установки переработки и вовлечения в замкнутый цикл всех типов органических отходов. Все новые разработки планируется объединить в одну систему и сделать БИОС-4.

Съедобные грибы — это ценный продукт питания. Они богаты витаминами (А, С, группы В, D, РР). Также в их состав входят важные для организма человека минералы: калий, медь, железо, кальций, натрий, рубидий, олово, кадмий, молибден, хром, сера, серебро. Достаточно в грибах и столь необходимого человеку белка — он составляет 65–70 процентов от общего количества веществ.

Калорийность грибов варьируется в зависимости от вида. На 100 граммов свежего продукта приходится от 9 до 35 килокалорий.