Ученые нашли, как отследить рост растений в космосе

Исследователи Иллинойского университета (США) разработали эластичные датчики SPEARS2, которые помогут космонавтам решить проблему отслеживания состояния растений по мере их роста. Датчики могут работать в сложных условиях космоса и выдерживают высокие температуру и влажность. 

Наблюдения за процессом роста растений – одно из традиционных исследований космонавтов. Однако все это время специалисты испытывали определенные проблемы с отслеживанием состояния побегов, поскольку традиционные сенсорные датчики не учитывали растяжение, которое возникает по мере роста культур. Жесткость обычных сенсорных материалов повреждала растения, что искажало результаты исследований. 

Американским ученым понадобилось три года, чтобы решить эту проблему. Для этого специалисты изменили некоторые компоненты датчиков, а также применили новые технологии печати, которые обеспечили нужную долговечность и, главное, гибкость. 

– После решения вопросов с растяжимостью и сборкой, нам пришлось решать проблемы, которые возникали при работе с электроникой в условиях высокой влажности и темпах роста, – рассказал один из авторов исследования Сицин Ван. – Нам были нужны воспроизводимые результаты, чтобы датчики не отваливались, а электроника не выходила из строя. В итоге мы разработали бесшовный электрод и интерфейс, на которые не влияют суровые условия. 

Результатом исследовательских изысканий стал автономный электронный датчик из полимера SPEARS2. Он отвечает всем требованиям по сопротивлению высокому уровню влажности и температуре, а также способен вытягиваться более чем на 400%. При этом датчик остается прикрепленным к растению во время всего процесса роста, и специалисты в космосе смогут получить более точные данные по выращиванию «вертикальных» культур, например, кукурузы. Впрочем, по словам исследователей, эластичные датчики могут пригодиться и на Земле, чтобы отслеживать состояние особо прихотливых растений. 

Отметим, что тесты с растениями ведутся в космосе еще со времен полета Белки и Стрелки, с которыми на орбиту отправились семена гороха, лука, кукурузы и пшеницы. С тех пор космонавты и астронавты испытывали самые разные культуры: от укропа и картофеля до чеснока и огурцов. Пока эти эксперименты носят теоретический характер, поскольку употребление в пищу выращенных в космосе растений потенциально опасно, и лишь в исключительных случаях космонавты пробовали выращенные образцы. 

Тем не менее, вопрос сельского хозяйства в условиях невесомости имеет критическое значение для дальнейшего освоения космоса, так как самообеспечение продовольствием необходимо для строительства долговременных баз на Луне или полета к Марсу.