Яблони на Марсе

Излагая столь грандиозные замыслы, Циолковский не забыл про растения. Он отводил им громадную роль. Вот выдержки из уникального издания, книжки «Цели звездоплавания». Эта тоненькая в зеленовато-сером тетрадочном переплете книжка увидела свет в Калуге в 1929 году.

«Жилища растений выгодно делать отдельно, так как они не требуют густой атмосферы и крепких стенок. Таким образом, помимо экономии материала, специальная, хотя и разреженная атмосфера дает наибольший урожай…

Во вращающихся конусах (форма оранжереи, предлагаемая Циолковским. — Ю. Ч.) солнечные лучи делают не только вечный день, но и вечную весну с определенной желаемой температурой, наиболее благоприятной для воспитываемых растений. Вращение их и рождаемая от того искусственная тяжесть держит влажную почву и растительные отбросы в порядке. Созревшие и отделившиеся плоды мы найдем упавшими на почву, а не блуждающими в свободном пространстве конуса.

Стекла в оранжерее тонкие, прозрачные, проницаемые по возможности для всех родов лучей — кварцевые или еще какие. Лучи ослабляются ими и густой стеной растительности. Поэтому они безопасны для человека.

Растения подобраны плодовитые, травянистые, мелкие, без толстых стволов и не работающих на солнце частей. Чем они более утилизируют солнечный свет, чем больше дают плодов, тем больше поглощают солнечной энергии и тепла… В связи с подбором их, подходящей температурой, атмосферой и питанием какие мы можем получить чудесные урожаи и прекрасные плоды! И это без малейших забот: ведь полоть, уничтожать насекомых, бороться с засухами и ливнями нет никакой надобности…»

Трудно со всей категоричностью и определенностью говорить, когда для землян началась космическая эра, однако полет Юрия Гагарина был вехой весьма знаменательной. И — обгоняя реальность, мечты о космических свершениях понеслись тогда уже не с космическими, а со световыми скоростями.

«…и на Марсе будут яблони цвести» — это слова популярной песенки 60-х годов. Заря пилотируемых полетов только занималась, а уже вовсю обсуждались подробности экспедиций не только к Юпитеру или Сатурну, но и к ближайшим звездам. И рассуждали об этом вовсе не писатели-фантасты, а — со ссылками на Циолковского и других видных теоретиков космоплавания — люди вполне трезвые и деловые.

Тогда все казалось возможным и простым. Вот что в одном из журналов в 1967 году писал сам космонавт-1, Юрий Гагарин: «Снабжение экипажа космолета продовольствием я представляю себе так. На околоземные орбиты выведены космические оранжереи, которые круглый год дают урожай фруктов и овощей. Такую оранжерею, словно вагон-ресторан к поезду, можно прицепить к космическому кораблю, отправляющемуся в дальний полет…»

Да, все казалось простым и ясным. Время охлаждающих оценок, осаживающих неудач, этих неизбежных предвестников истинного успеха, еще не наступило. Полет на Марс? Он казался делом самого ближайшего будущего. И в космических оранжереях предполагалось разводить не только яблони.

Работа по воссозданию в миниатюре упрощенной модели круговорота веществ в земной биосфере: растения очищают воздух от углекислоты, накопившейся в процессе дыхания, дарят космонавтам кислород и зеленую продукцию (часть ее можно скармливать взятым с собой с Земли животным) — такая работа была спешно начата.

Ученые и конструкторы понимали: чрезвычайно жесткие ограничения по весу, габаритам, энергетическим затратам любых установок, предназначенных для работы на борту космических кораблей, и в будущем останутся решающим фактором. Просто захватить с собой в запас пищу и кислород трудно: для полета на Марс скромному экипажу потребуются десятки тонн жизненно необходимых веществ. Предстояло выполнить трудную задачу — создать абсолютно надежную, высокопроизводительную космическую плантацию растений.

Как приступить к делу? Может, просто «вырезать» космонавту положенную ему долю земной биосферы? Накрыл ее защитной оболочкой — и лети себе хоть на Марс, хоть до ближайшей звезды, хоть неделю, хоть миллионы лет? Увы, этот персональный рай получался чересчур тяжелым, в буквальном смысле.

Считайте сами: для человека семидесятикилограммового веса нужна, в условиях биосферы, тонна чистого кислорода, или пять тонн воздуха. Он необходим и для всех захваченных в полет живых тварей, как чистых, так и нечистых. Растениям подавай землю, достаточно воды… Словом, вырезанный ломоть планеты вышел непомерно большим и грузным. Стартовый вес таких полных (и человек, и растения, и животные) систем оценивался в десятки тонн на одного лишь человека. Быстро стало очевидным, что операцию «ковчег» надо проводить не по земным образчикам.

Требовалось создать особый мир, совсем не тот, что подарила Земле эволюция. Мир более рациональный, более скупой, чем земной. Получалось, что при создании СЖО, так в космической технике сокращенно именуются системы жизнеобеспечения, лучше было равняться… ну, скажем, на аквариум, этот хороший пример закрытой экологической системы, где удается в небольшом изолированном объеме поддерживать жизнь в течение достаточно длительного времени.

Небольшую рыбку и сравнительно большое растение, обычно элодею, запаиваем в стеклянный сосуд с водой. Аквариум освещается, он защищен от охлаждения и перегрева. Растение поставляет рыбке пищу и кислород и поглощает углекислый газ. Рыбка же восполняет углекислоту, а ее выделения перерабатывают, они также есть в аквариуме, аэробные бактерии, которые, кормясь всем этим, поставляют все: углекислоту, аммиак, минеральные вещества, что необходимо растениям. Остается заменить рыбку космонавтом, элодею и воду с микробами — космической оранжереей, и все проблемы можно считать решенными? Как бы не так!

Не одними растениями жив человек. Космонавтам предлагали взять с собой козу (ее молоко столь питательно!), кроликов (они быстро размножаются), перепелку (совместный с чехословацкими специалистами эксперимент на одном из советских биоспутников: считается, что мясо перепелки очень калорийно, к тому же эта маленькая птичка славится высокой яйценоскостью!)…

Какие только кандидатуры не обсуждались! И мыши, и черви, и даже саранча (и белок-де у нее полноценен, и быстрорастуща, и компактна). Одно время, когда выяснилось, что с млекопитающими все же будет слишком много возни, решили остановиться на птице. В одном из павильонов ВДНХ долгие годы экспонировался космический курятник. Муляж петуха и курицы. Рядом с ними, конечно же, многообещающе светилось и яичко «золотое».

От всего этого в конце концов пришлось отказаться. По многим соображениям. Стоит ли отрывать исследователя-космонавта от тонких экспериментов для того, чтобы подоить козу?! Да и сооружать в космосе нечто вроде живодерни как-то не с руки… И все ж главным контрдоводом стала проблема отходов. Кости и перья! Рога и копыта! Куда их деть?

Быстро переработать, вернуть в крутящийся вокруг космонавта цикл нелегко. И с растениями та же морока. Вот если бы они были съедобны на все сто процентов! Растить в космосе пшеницу? Но, кроме зерна, получишь еще и солому и другие несъедобные элементы. Их масса потянет этак процентов на 50. Картофель? Куда девать ботву, корни?..

Вершки и корешки. Проектировщики СЖО помучились изрядно. Предлагалось, к примеру, сжигать растительные остатки, золу растворять в азотной кислоте, ее намеревались синтезировать из азота, извлеченного из мочевины, и так далее. Этот и многие-многие другие проекты зарубили несложные расчеты: многое прояснилось, когда научились все изучаемые процессы переводить на язык энергетики.

Человек «горит» как стоваттная лампочка: как банальная печка выделяют теплоту животные и растения. И в замкнутой системе это обстоятельство немаловажно. Трудно ввести энергию в корабль, но и вывести ее также непросто.