Fremtidige astronauter kunne nyde friske grøntsager fra et autonomt kredsløbsdrivhus

Hvis menneskeheden skal blive en sparsommelig og interplanetarisk art, en af ​​de vigtigste ting vil være astronauternes evne til selvstændigt at se deres behov. At stole på regelmæssige forsendelser af forsyninger fra Jorden er ikke kun elelegant; det er også upraktisk og dyrt. Af denne grund, videnskabsmænd arbejder på at skabe teknologier, der gør det muligt for astronauter at sørge for deres egen mad, vand og åndbar luft.

Til denne ende, et team af forskere fra Tomsk Polytechnic University i det centrale Rusland – sammen med forskere fra andre universiteter og forskningsinstitutter i regionen – udviklede for nylig en prototype til et orbitalt drivhus. Kendt som Orbital Biological Automatic Module, denne enhed giver astronauter mulighed for at dyrke og dyrke planter i rummet, og kunne være på vej til den internationale rumstation (ISS) i de kommende år.

Siden begyndelsen af ​​rumalderen, talrige forsøg har vist, at planter kan dyrkes under mikrogravitationsforhold. Imidlertid, disse undersøgelser blev udført ved hjælp af drivhuse placeret i de levende rum af orbitale stationer, og involverede betydelige begrænsninger med hensyn til teknologi og plads.

Af denne grund, et forskerhold fra TPU begyndte at arbejde på at skalere og forbedre de teknologier, der er nødvendige for at dyrke vigtige landbrugsafgrøder. Projektholdet omfatter yderligere forskere fra Tomsk State University (TSU), Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics (TUSUR), Institut for Petroleumskemi og Sibiriens Forskningsinstitut for Landbrug og Tørv.

Som Aleksei Yakovlev, leder af TPU School of Advanced Manufacturing Technologies, forklaret i en TPU-nyhedsmeddelelse:"I øjeblikket, vi er ved at udarbejde en ansøgning til forsøget og gennemgår det foreløbige design og tekniske løsninger. I 2020, vi skal udfylde ansøgningen og indsende den. Derefter, et koordinationsråd vil vurdere dets relevans og betydning. Det plejer at tage halvandet år fra ansøgningen til starten af ​​eksperimentet, så vi forventer at deltage i et langsigtet program og modtage finansiering i 2021."

Det smarte drivhusprojekt vil inkorporere teknologier udviklet på TPU, som inkluderer smart belysning for at accelerere plantevækst, specialiseret hydroponics, automatiseret kunstvanding, og høstløsninger. På nuværende tidspunkt TPU bygger en ny testplads, så de kan udvide produktionen på det smarte drivhus.

"I Tomsk, vi vil udføre tværfaglige undersøgelser og løse anvendte problemer inden for agrobiofotonik, sagde Yakovlev.

Til sidst, Yakovlev og hans kolleger forestiller sig et autonomt modul, der ville være i stand til at levere mad til astronauter og potentielt endda lægge til kaj med ISS. De angav også, at modulet ville indeholde et dyrkningsområde på 30 m² (~320 ft²), og at det ville være cylindrisk i form. Yakolev indikerede, at dette ville gøre det muligt at dreje modulet op for at simulere forskellige tyngdekraftsforhold:

"Tyngekraftindekset vil blive fastsat af modulets rotationshastighed omkring dets akse. Vi forventer også, at modulet vil være lavet af fleksibelt materiale til kompakt montering og automatisk orbital udpakning."

Disse inkluderer tyngdekraftsforholdene, der er til stede på månen og Mars, som oplever, hvad der svarer til omkring 16,5% og 38% Jordens tyngdekraft (0,1654 g og 0,3794 g), henholdsvis. På nuværende tidspunkt det er uvist, hvor godt planter kan vokse på begge kroppe, og forskning herom er stadig i sin vorden. Derfor, oplysningerne fra dette modul kan vise sig at være nyttige, hvis og når planer for en måne- og/eller marskoloni realiseres.

Designet og teknikken, der indgår i modulet, vil også tage højde for den slags forhold, der er til stede i rummet, såsom sol- og kosmisk stråling og ekstreme temperaturer. Udover det, modulet vil undersøge, hvilke slags afgrøder der vokser godt i kredsløb. Yakovlev sagde, "Et andet vigtigt spørgsmål er valget af nødvendige og bedst egnede landbrugsafgrøder og deres beskyttelse mod patogener i mikrotyngdekraften. Vi tilbyder forskellige typer af salat, porrer, basilikum og andre afgrøder til dyrkning i modulet."

Tre TPU-eksperimenter blev for nylig godkendt til transport til ISS og vil blive implementeret senere i år. De inkluderer en enhed, der er i stand til at 3D-printe kompositmaterialer, huse til en sværm af satellitter, og en flerlags nanokompositbelægning, der vil blive påført ISS-koøjerne for at beskytte mod mikrometeoroidpåvirkninger (Peresvet). Implementeringen af ​​dem begynder senere i år og i 2021.