Если человечество планирует задержаться на Луне дольше, чем на пару недель, астронавтам придется отказаться от сублимированных пайков. Разведение скота на безжизненном реголите — задача, мягко говоря, нетривиальная, поэтому ставка делается на гидропонику и почвенное земледелие. Однако фундаментальная проблема упирается в законы физики: мы до сих пор не до конца понимаем, как вода ведет себя в условиях пониженной гравитации. Результаты исследования опубликованы в журнале Microgravity Science and Technology.
![]()
Фото из открытых источников / Иллюстративное изображение, созданное ИИ
На Земле жидкость предсказуемо уходит вглубь под действием силы тяжести. В микрогравитации МКС властвуют капиллярные силы, что сильно затрудняет аэрацию корней. Луна же предлагает промежуточный вариант — гравитация там составляет всего 1,62 м/с². Чтобы изучить этот «серый» режим, команда ученых из Университета Луизианы, Флоридского технологического института и исследовательского центра NASA имени Эймса провела уникальный эксперимент.
В феврале 2025 года на борту суборбитального корабля New Shepard 29 (NS-29) капсула после отделения от ракеты начала вращаться со скоростью 11 оборотов в минуту. Центробежная сила на две минуты создала внутри стабильное лунное притяжение. Внутри автономной 3D-печатной установки с 18 камерами исследователи наблюдали за поведением подкрашенной воды, солевого раствора и 30-процентного глицерина.
Выяснилось, что в лунной гравитации мениск (искривление поверхности жидкости) становится более округлым, а на стенках сосудов образуются более толстые пленки и высокие водяные столбы. Однако ученые столкнулись с аномалией: измеренное поверхностное натяжение оказалось ниже теоретического. По мнению авторов исследования, виной тому микроскопическая текстура напечатанных на 3D-принтере стенок, которая работает как сеть дополнительных капилляров.
Главная же проблема ждет исследователей на самой поверхности спутника. Лунная пыль в верхнем слое крайне гидрофобна, то есть она отталкивает воду. Ниже начинаются крупные фракции, сквозь которые влага мгновенно уходит вглубь, не задерживаясь у корней. В итоге вода либо не доходит до растения, либо скапливается в нижних слоях, создавая застойные резервуары без кислорода, где корни просто сгниют.
Одним из решений может стать использование глицерина. В ходе эксперимента он показал лучшие «смачивающие» свойства. В будущем лунные грядки могут получать смесь воды и глицерина в качестве осмотического регулятора. Впрочем, пока это теория. Для обеспечения полноценного питания экипажа из шести человек потребуется около 650 квадратных метров посевных площадей. Вывезти такую гидропонную ферму с Земли — задача колоссальной сложности.
***
Лунный реголит на 40–45% состоит из диоксида кремния, а его частицы имеют острые, как стекло, края из-за отсутствия ветровой эрозии. Из-за этого «почва» Луны крайне абразивна. Кроме того, в образцах, доставленных миссией «Аполлон-17», были обнаружены вкрапления чистого железа размером с иголку, что делает реголит потенциально токсичным для легких при вдыхании и требует герметичных систем земледелия.
