Всё усложняется еще и тем, что в атмосфере космического корабля, состоящей из азота и кислорода придется бороться с радиоактивным углеродом С14, который хоть и в малых дозах, но постоянно образуется при бомбардировке молекулярного азота атмосферы космического корабля солнечной радиацией из межпланетного пространства.
Опасность радиоактивного изотопа С14 обусловлена тем, что он встраивается во все биологические молекулы вместо стабильного изотопа С12, включая самые главные молекулы ДНК, ответственные за хранение, использование и перенос в поколениях генетической информации.
Атмосфера из гелия и кислорода не имеет таких недостатков и не создает радиоактивный изотоп С14. Однако, как выяснилось исследованиями как американских, так и советских ученых гелий-кислородная атмосфера слабо пригодна для длительных космических полетов. При длительности свыше 14 суток в такой атмосфере космонавты испытывали серьезные отклонения в жизнедеятельности основных систем организма, вплоть до обмороков, что совершенно недопустимо для здоровья космонавтов и самого принципа пилотируемых полетов. Это была одна из причин, почему специалисты NASA пришли к выводу о замене гелий-кислородной атмосферы на азотно-кислородную, как в космических кораблях русских.
Кроме исследований влияния искусственных атмосфер с инертными газами (в основном с гелием и частично аргоном) на человека, также проводились эксперименты на животных, растениях и микроорганизмах.
Наша научная группа проводила именно эти исследования. В итоге выяснилось, что гелий-кислородная и гелий-аргон-кислородная атмосфера, эквивалентная по теплопроводности азотно-кислородной атмосфере действуют угнетающе на организм, системы органов, ткани и клетки животных и растений. Эти исследования также подтвердили, что молекулярный азот необходим для нормальной жизнедеятельности. Однако, детальные молекулярные механизмы этого явления неизвестны до сих пор, даже спустя 45 лет после проведения этих исследований.
Мы выяснили, что искусственные газовые атмосферы с инертными газами, имитирующие атмосферу космических кораблей для межпланетных (а в будущем и межзвездных полетов) угнетающе действуют на важное звено системы жизнеобеспечения космического корабля высшие растения.
Посмотрите, например, как выглядят молодые проростки тыквы Cucurbito pepo, выросшие из семян в 20 л проточной камере с воздухом (контроль) и в 20 л проточной камере с гелий-аргоно-кислородной смесью, заменяющей по теплопроводности обычный воздух (опыт) после 138 часов эксперимента (декабрь 1981 г). Даже визуально отчетливо видно, что опытные растения имеют меньшую массу.
История создания установок серии «Циклон» для предпосевной обработки семян
Мы сразу отказались от применения химических стимуляторов роста и развития растений, хотя их реальное действие было доказано в земных условиях в азотно-кислородной атмосфере. Действие химических стимуляторов прямо или косвенно затрагивает молекулярно-генетические механизмы жизнедеятельности растений.
Было принято решение искать физические факторы, способные стимулировать процессы роста и развития растений. По научной литературе мы знали, что в СССР в интересах сельского хозяйства такие исследования проводятся с середины 1950-х годов.
Среди физических факторов, влияющих на скорость роста и развития высших растений, к моменту начала наших исследований в 1978 г были известны: гравитационное поле, электромагнитное поле различных диапазонов от гамма-излучения до радиочастотного дециметрового диапазона (гамма-радиация, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, видимое оптическое излучение, особенно лазерное красное излучение с длиной волны 632,8 нм, концентрированное солнечное излучение полного спектра, инфракрасное излучение, радио-излучение от долей миллиметра до десятков сантиметров), электрическое поле коронного разряда, градиентное магнитное поле.
Оказалось, что в независимости от действующего физического фактора стимуляция роста и развития высших растений находилась в диапазоне +10%+30% по отношению к контрольным растениям без обработки физическими факторами. То есть, наблюдается неспецифическая биологическая реакция стимуляции роста и развития высших растений на действие слабых физических факторов.
Этот уровень стимулирующего действия нас удовлетворял, ибо угнетающее воздействие атмосфер с инертными газами, которое мы зафиксировали в 14-ти экспериментах длительностью до 614 суток каждый выявили статистически достоверное угнетающее воздействие в диапазоне -10%12%.
Для уточняющих исследований по причинам прикладной пригодности и относительной безопасности для персонала, отсутствию влияния на генетический код растений, мы выбрали лазерное излучение с длиной волны 632,8 нм, поле электрокоронного разряда с напряженностью 15 киловольт на сантиметр и градиентное магнитное поле с магнитной индукцией 220 миллитесл на сантиметр.
Проведенные нами лабораторные исследования выявили, что применение этих физических факторов полностью устраняет негативное влияние атмосфер с инертными газами на рост и развитие высших растений. Таким образом, наша прикладная задача была успешно выполнена. В ходе исследований мы приобрели значительный опыт конструирования и испытания техники для стимулирующего воздействия на сельскохозяйственные растения. Оказалось, что наши образцы техники по эффективности превышали все существующие на тот момент.