Будущие базы на Луне не смогут долго обходиться только доставленными с Земли запасами. Для устойчивой работы им понадобятся растения: они дают пищу, кислород, часть медицинских ресурсов, помогают с очисткой воды и переработкой отходов. Но поливать растения на Луне будет сложнее, чем в земной теплице.
Команда Джона Кисса, Карла Хазенштейна и Кристофера Маккея проверила, как жидкости ведут себя при гравитации, близкой к лунной. Исследование опубликовано в Microgravity Science and Technology под названием Assessing Water Dynamics at Lunar Gravity.
Главная проблема в том, что на Луне сила тяжести примерно в шесть раз меньше земной. В таких условиях поверхностное натяжение заметнее влияет на движение жидкости. По словам Кисса, вода течет не так свободно, поэтому систему орошения для лунной оранжереи нельзя просто скопировать с Земли.
Эксперимент провели во время суборбитального полета Blue Origin New Shepard 29 в феврале 2025 года. Аппарат около десяти минут находился в полете, а примерно две минуты создавал режим, имитирующий лунную гравитацию за счет вращения при спуске. Внутри испытательного блока были камера и акселерометр, чтобы зафиксировать форму поверхности жидкости и реальный уровень ускорения.
Ученые сравнили чистую воду, солевой раствор и раствор с 30 процентами глицерина. Они наблюдали за мениском, то есть изогнутой поверхностью жидкости у стенок емкости. Результаты показали, что разные составы заметно отличаются по поведению в слабой гравитации. Глицериновый раствор продемонстрировал признаки более удобного течения, что может подсказать будущие добавки для лунного полива.
Для лунного земледелия это важный инженерный вывод. Реголит состоит из мелкой пыли и фрагментов пород и плохо впитывает воду. Если жидкость распределяется неравномерно, корни получают меньше кислорода, а рост растений нарушается. Поэтому будущим лунным теплицам понадобятся специальные емкости, капиллярные структуры, дозаторы или составы жидкости, рассчитанные именно на слабую гравитацию.
Работа не решает всю задачу выращивания растений на Луне, но закрывает один из практических вопросов. Чтобы база могла выращивать еду на месте, нужно заранее понять не только биологию растений, но и простую на первый взгляд физику воды в другой гравитации.
