Обеспечение влагой растений на планируемых лунных базах может представлять собой более сложную задачу,
чем в земных условиях. В ходе исследований было проанализировано поведение воды
в среде с лунной гравитацией, и установлено, что из-за снижения силы притяжения
значительно возрастает роль поверхностного натяжения, оказывающего заметное влияние
на характер движения жидкости. Данная работа была выполнена космическим
биологом Джоном Кисс совместно с Карлом Хазенштейном и Кристофером Маккеем.

Выращивание растений рассматривается как один из ключевых компонентов будущих лунных
баз, поскольку они способны обеспечивать экипажи продуктами питания и кислородом,
а также участвовать в системах очистки воды и переработки отходов. Тем не менее,
для реализации этого необходимо освоить методы надежной доставки влаги к корням
растений в условиях, существенно отличающихся от земных.

Ускорение свободного падения на Луне составляет приблизительно 1/6 от земного.
В связи с этим, сила тяжести оказывает меньшее воздействие на жидкость,
а поверхностное натяжение приобретает относительно большее значение. В
результате распределение и перемещение воды в емкостях и пористых средах может
отличаться от наблюдаемого на Земле.

Экспериментальная проверка проводилась во время суборбитального полета Blue Origin New Shepard
29 февраля 2025 года. В ходе примерно десятиминутного полета аппарат поддерживал
условия, имитирующие лунную гравитацию, в течение около двух минут.

В ходе эксперимента ученые протестировали три различные жидкости: дистиллированную воду, раствор глицерина концентрацией 30% и солевой раствор. Специалисты фиксировали изменения в форме мениска – искривленной границы раздела жидкости – и анализировали поведение каждого состава.

Полученные результаты продемонстрировали, что при условиях лунной гравитации поверхностное натяжение играет более значительную роль в движении жидкостей. Это указывает на то, что вода будет вести себя иначе во время подачи и распределения, что может потребовать модификации существующих земных систем орошения для их эффективной работы на Луне.

Дополнительные трудности создаёт лунный реголит – материал, состоящий из мелких частиц пород, обладающих уникальными свойствами, отличными от характеристик земной почвы. Сочетание низкой гравитации и особенностей реголита может оказывать влияние на распределение влаги и доступность кислорода для корневой системы растений.

В ходе исследований было установлено, что раствор, содержащий тридцать процентов глицерина, проявил более выгодные свойства при движении. Данный результат побуждает исследователей изучать возможность использования специализированных добавок в качестве одного из методов регулирования поведения воды в условиях лунных систем для культивирования растений.

В дальнейшем ученые намерены продолжить исследования, увеличив продолжительность имитации лунной гравитации. В перспективе планируется проведение аналогичных экспериментов непосредственно в условиях поверхности Луны.