Все новости

Плазма и микроволны в Аптекарском огороде. Фоторепортаж из старейшего в России ботанического сада

© Алексей Тимошенко / Chrdk.
Что общего между радиофизикой, физикой плазмы и растениеводством? Сходив в последний день октября в Аптекарский огород, корреспондент «Чердака» убедился, что эти области могут быть напрямую связаны между собой на практике.

Вот плазма в естественной среде обитания, знакомая всем картина (с поправкой на то, что данный кадр снят из космоса через специальный фильтр).

Солнце полностью состоит из ионизированного газа, то есть плазмы. Оно также является главным источником света и тепла для Земли. Но, поскольку на дворе сейчас конец октября, поздняя осень, речь сегодня пойдет не о Солнце.

В Аптекарском огороде, старейшем ботаническому саду России, с деревьев по большей части уже опала листва. Ключевую роль в уходе растений на зиму сыграло сокращение светового дня — от восхода до заката в Москве сегодня прошло менее 9 часов 20 минут, а через неделю это время сократится еще на полчаса. 

Через стекло оранжереи светят натриевые лампы. Они хорошо знакомы горожанам — большая часть российских городов освещается именно ими; раскаленные пары́ натрия дают характерный желтый свет. Натриевое освещение экономично, но искажает цвета.

А вот это нечто иное, непохожее ни на светодиоды, ни на флуоресцентные лампы.

Слегка зеленоватый оттенок можно было бы принять за ртутную лампу, но это и не она. Это то самое устройство, где радиофизика и физика плазмы работают на благо растений. Плазменная лампа.

Внутри оранжереи все разительно отличается от обстановки снаружи. Светло и тепло. Установленный на одном из шкафов с растениями термостат показывает 22 градуса снаружи и 24 — внутри.

Пруд снаружи замерз...

...а внутри — все совсем иначе.

Тут тропики. Над бассейном висит лампа с зеленовато-голубоватым оттенком. 

Лампу выделяет массивный серый ящик. Внутри него источник питания, управляющая электроника и магнетрон — источник СВЧ-излучения вроде того, который используется в микроволновой печи. Микроволны разогревают здесь не еду, а превращенные в плазму пары серы внутри стеклянной колбы.

С такими лампами сейчас экспериментируют в Аптекарском огороде. Плазменное освещение обещает быть экономичным и при этом близким по спектру к солнечному: на один ватт потребляемой мощности такая лампа выдает световой поток 80 люмен — это сопоставимо со светодиодными и натриевыми.

Традиционные светильники, впрочем, пока удерживают в Аптекарском огороде первое место по распространенности. Сейчас там проходит выставка различных осветительных систем, поэтому кроме постоянно используемых ламп можно встретить и другие образцы.

Современное растениеводство оказывается невозможным без достижений как в области физики плазмы, так и физики полупроводников. Светодиоды, равно как и источники питания для них, — это полупроводниковые приборы.

Плодоносящие кустарники и даже деревья — результат как обогрева (с этой задачей люди научились справляться давно), так и освещения.

Чтобы добиться той освещенности, которую создают прямые солнечные лучи — а это десятки тысяч люкс — даже плазменным и светодиодным светильникам нужны киловатты мощности. 

Лампы такой мощности иногда приходится охлаждать — к части светильников подведено не только электричество, но и вода (черные шланги на снимке). Днем, правда, они выключены.

Лимон, растущий под светильниками в оранжерее
Описание
Лимон, растущий под светильниками в оранжерее

Выращивать цитрусовые при полностью искусственном свете сегодня вряд ли оправдано с экономической точки зрения. Но быстро растущая зелень уже может оказаться выгодной, и это не говоря уж об антарктических или даже лунных поселениях в будущем.

 Алексей Тимошенко