Ja cilvēce kļūs par tālu audzējošu un starpplanētu sugu, viena no vissvarīgākajām lietām būs astronautu spēja patstāvīgi rūpēties par savām vajadzībām. Paļauties uz regulāriem krājumiem no Zemes ir ne tikai nejēdzīgi; tas ir arī nepraktiski un ļoti dārgi. Šī iemesla dēļ zinātnieki strādā, lai radītu tehnoloģijas, kas ļautu astronautiem pašiem nodrošināt pārtiku, ūdeni un elpojošu gaisu.
Šajā nolūkā Tomskas Politehniskās universitātes Krievijas centrālajā daļā pētnieki kopā ar zinātniekiem no citām reģiona universitātēm un pētniecības institūtiem nesen izstrādāja orbītas siltumnīcas prototipu. Pazīstams kā Orbitālais bioloģiskais automātiskais modulis, šī ierīce ļauj augus audzēt un kultivēt kosmosā, un turpmākajos gados tā varētu doties uz Starptautisko kosmosa staciju (ISS).
Kopš kosmosa laikmeta sākuma ir veikti daudzi eksperimenti, kas parādīja, kā augus var kultivēt mikrogravitācijas apstākļos. Tomēr šie pētījumi tika veikti, izmantojot siltumnīcas, kas atradās orbitālo staciju dzīvajos nodalījumos, un tajās tika iesaistīti ievērojami ierobežojumi tehnoloģiju un telpas ziņā.
Šī iemesla dēļ TPU pētniecības grupa sāka strādāt, lai mērogātu un uzlabotu tehnoloģijas, kas vajadzīgas svarīgu lauksaimniecības kultūru audzēšanai. Projekta komandā ir papildu pētnieki no Tomskas Valsts universitātes (TSU), Tomskas Valsts kontroles sistēmu un radioelektronikas universitātes (TUSUR), Naftas ķīmijas institūta un Sibīrijas Lauksaimniecības un kūdras pētniecības institūta.
Kā TPU Ziņu izlaidumā paskaidroja TPU Uzlaboto ražošanas tehnoloģiju skolas vadītājs Aleksejs Jakovļevs:
“Pašlaik mēs gatavojam eksperimenta pieteikumu un strādājam pie sākotnējā projekta un tehniskajiem risinājumiem. 2020. gadā mums vajadzētu aizpildīt pieteikumu un to iesniegt. Tad koordinācijas padome novērtēs tās atbilstību un nozīmi. Kopš pieteikšanās līdz eksperimenta sākumam ir nepieciešams pusotrs gads, tāpēc mēs domājam pievienoties ilgtermiņa programmai un saņemt finansējumu 2021. gadā. ”
Gudrajā siltumnīcas projektā tiks iekļautas TPU izstrādātās tehnoloģijas, kas ietver viedo apgaismojumu, kas paātrinās augu augšanu, specializēto hidroponiku, automatizēto apūdeņošanu un ražas novākšanas risinājumus. Pašlaik TPU būvē jaunu izmēģinājumu vietu, lai viņi varētu paplašināt ražošanu viedajā siltumnīcā.
“Tomskā mēs veiksim starpnozaru pētījumus un risināsim lietišķās problēmas agrobiophotonics jomā,” sacīja Jakovļevs. "Tajā pašā laikā pētniecības komandā ir zinātnieki no Tomskas, Maskavas, Vladivostokas un starptautiski partneri no Nīderlandes, kas specializējas klimata kompleksos, ieskaitot vienu no Vageningenas universitātes."
Visbeidzot, Jakovļevs un viņa kolēģi ierauga autonomu moduli, kas būtu spējīgs piegādāt pārtiku astronautiem un, iespējams, pat dokstaciju ar ISS. Viņi arī norādīja, ka modulī būs kultivēšanas platība ar platību 30 m² (~ 320 pēdas²) un ka tas būs cilindriskas formas. Kā norādīja Jakovļevs, tas ļaus moduli savērpt, lai simulētu dažādus gravitācijas apstākļus:
“Smaguma indeksu iestatīs moduļa griešanās ātrums ap asi. Mēs arī sagaidām, ka modulis tiks izgatavots no elastīga materiāla, lai kompakti saliktu un automātiski izvadītu orbitāli. ”
Tajos ietilpst smaguma apstākļi, kas atrodas uz Mēness un Marsa un kuriem ir aptuveni 16,5% un 38% Zemes gravitācijas (0,1654). g un 0,3779 g), attiecīgi. Pašlaik nav zināms, cik labi augi var augt uz jebkura ķermeņa, un pētījumi šajā sakarā vēl ir sākumstadijā. Tādējādi šī moduļa sniegtā informācija varētu izrādīties ļoti noderīga, ja un kad tiek īstenoti Mēness un / vai Marsa kolonijas plāni.
Projektējot un izstrādājot moduli, tiks ņemti vērā arī kosmosā valdošie apstākļi, piemēram, saules un kosmiskais starojums un galējās temperatūras. Papildus tam modulis izpētīs, kāda veida kultūraugi labi aug orbītā. Teica Jakovļevs:
“Vēl viens svarīgs jautājums ir nepieciešamo un vispiemērotāko lauksaimniecības kultūru atlase un aizsardzība pret patogēniem mikrogravitācijas apstākļos. Modulī mēs piedāvājam dažāda veida salātus, puravus, baziliku un citas kultūras.“
Nesen tika apstiprināti trīs TPU eksperimenti transportēšanai uz ISS, un tie tiks ieviesti vēlāk šajā gadā. Tajos ietilpst ierīce, kas spēj 3D izdrukāt kompozītmateriālus, korpusi satelītu spietam un daudzslāņu nanokompozītu pārklājums, kas tiks uzklāts ISS caurumiem, lai aizsargātu pret mikrometeoroīdu triecieniem (Peresvet). To ieviešana sāksies vēlāk šogad un 2021. gadā.
