Jos ihmiskunnasta tulee varovainen ja planeettojen välinen laji, yksi tärkeimmistä askeleista on astronauttien kyky huolehtia tarpeistaan itsenäisesti. Luottaminen säännöllisiin tavarantoimituksiin maapallolta ei ole vain epäeleganttia; se on myös epäkäytännöllinen ja erittäin kallis. Tästä syystä tutkijat pyrkivät luomaan tekniikoita, joiden avulla astronautit voisivat tarjota oman ruuan, veden ja hengittävän ilman.
Tätä varten Keski-Venäjän Tomskin ammattikorkeakoulun tutkijaryhmä yhdessä alueen muiden yliopistojen ja tutkimuslaitosten tutkijoiden kanssa kehitti äskettäin prototyypin orbitaaliseen kasvihuoneeseen. Orbital-biologisena automaattimoduulina tunnettu laite mahdollistaa kasvien kasvattamisen ja viljelyn avaruudessa, ja se voi suunnata kansainväliselle avaruusasemalle (ISS) tulevina vuosina.
Avaruuskauden alusta lähtien on tehty lukuisia kokeita, jotka osoittivat, kuinka kasveja voidaan viljellä mikropainon olosuhteissa. Nämä tutkimukset tehtiin kuitenkin kiertorata-asemien asuintiloissa sijaitsevilla kasvihuoneilla, ja niihin liittyi merkittäviä tekniikan ja tilan rajoituksia.
Tästä syystä TPU: n tutkimusryhmä aloitti työskentelynsä tärkeiden maatalouskasvien viljelyyn tarvittavan tekniikan mittakaavan parantamiseksi ja parantamiseksi. Projektiryhmään kuuluu ylimääräisiä tutkijoita Tomskin osavaltion yliopistosta (TSU), Tomskin osavaltion valvontajärjestelmien ja radioelektroniikan yliopistosta (TUSUR), öljykemian instituutista ja Siperian maatalouden ja turpeen tutkimuslaitoksesta.
Kuten TPU: n edistyneen valmistustekniikan koulun johtaja Aleksei Yakovlev selitti TPU: n lehdistötiedotteessa:
”Valmistelemme parhaillaan sovellusta kokeiluun ja tutkimme alustavaa suunnittelua ja teknisiä ratkaisuja. Vuonna 2020 meidän olisi täytettävä hakemus ja toimitettava se. Sitten koordinointineuvosto arvioi sen tarkoituksenmukaisuuden ja merkityksen. Hakemuksesta kestää puolitoista vuotta kokeilun alkamiseen, joten odotamme liittyvän pitkäaikaiseen ohjelmaan ja saavan rahoitusta vuonna 2021. ”
Älykäs kasvihuoneprojekti sisältää TPU: ssa kehitetyn tekniikan, joka sisältää kasvien kasvua nopeuttavan älykkään valaistuksen, erikoistuneen vesiviljelyn, automaattisen kastelu- ja korjuuratkaisun. Tällä hetkellä TPU rakentaa uutta testausaluetta, jotta ne voivat laajentaa tuotantoaan älykkäässä kasvihuoneessa.
"Tomskissa suoritamme monitieteisiä tutkimuksia ja ratkaisemme sovelletut ongelmat agrobiophotonicsin alalla", sanoi Yakovlev. "Samanaikaisesti tutkimusryhmään kuuluu tutkijoita Tomskistä, Moskovasta, Vladivostokista ja kansainvälisiä kumppaneita Alankomaista, jotka ovat erikoistuneet ilmastokomplekseihin, mukaan lukien yksi Wageningenin yliopistosta."
Lopulta Yakovlev ja hänen kollegansa kuvasivat itsenäisen moduulin, joka pystyisi toimittamaan ruokaa astronauteille ja mahdollisesti jopa telakoimaan ISS: n kanssa. He ilmoittivat myös, että moduuli sisältää viljelyalan, jonka koko on 30 m² (~ 320 jalkaa) ja että se on lieriömäinen. Kuten Yakolev totesi, tämä mahdollistaisi moduulin kehrämisen eri painovoimaolosuhteiden simuloimiseksi:
”Painovoimaindeksi asetetaan moduulin pyörimisnopeudella akselinsa ympäri. Odotamme myös, että moduuli valmistetaan joustavasta materiaalista kompaktiin kokoonpanoon ja automaattiseen kiertoradan purkamiseen. "
Näihin kuuluvat Kuussa ja Marsissa olevat painovoimaolosuhteet, joiden kokonaispaino on noin 16,5% ja 38% (0,1654). g ja 0,3779 g) vastaavasti. Tällä hetkellä ei tiedetä, kuinka hyvin kasvit voivat kasvaa kummassakin vartalossa, ja tutkimusta tätä varten on vielä vasta alkuvaiheessa. Siksi tämän moduulin tarjoamat tiedot voivat osoittautua erittäin hyödyllisiksi, jos ja kun suunnitelmat kuun- ja / tai Marsin siirtokunnasta toteutetaan.
Moduuliin menevässä suunnittelussa otetaan myös huomioon avaruudessa esiintyvät olosuhteet, kuten aurinko- ja kosminen säteily sekä äärilämpötilat. Tämän lisäksi moduuli tutkii, millaiset kasvit kasvavat hyvin kiertoradalla. Sanoi Yakovlev:
“Toinen tärkeä kysymys on välttämättömien ja sopivimpien maatalouskasvien valinta ja niiden suojaaminen mikropainon aiheuttajilta. Tarjoamme moduulissa erityyppisiä salaattia, purjoa, basilikaa ja muita viljelykasveja.“
Äskettäin hyväksyttiin kolme TPU-kokeilua kuljettamiseksi ISS: ään, ja ne toteutetaan myöhemmin tänä vuonna. Ne sisältävät laitteen, joka pystyy tulostamaan 3D-komposiittimateriaaleja, kotelot satelliittien parvelle ja monikerroksisen nanokomposiittipinnoitteen, joka levitetään ISS-reikiin suojaamaan mikrometeoroidien vaikutuksilta (Peresvet). Niiden toteuttaminen alkaa myöhemmin tänä vuonna ja vuonna 2021.
