Če bo človeštvo postalo rezervna in medplanetarna vrsta, bo ena najpomembnejših stvari sposobnost astronavtov, da samostojno skrbijo za svoje potrebe. Zanašanje na redne pošiljke zalog z Zemlje ni samo nepomembno; je tudi nepraktično in zelo drago. Zaradi tega znanstveniki delajo, da bi ustvarili tehnologije, ki bi astronavtom omogočale, da si zagotovijo svojo hrano, vodo in zrak, ki diha.
V ta namen je skupina raziskovalcev z univerze Tomsk Polytechnic v osrednji Rusiji - skupaj z znanstveniki z drugih univerz in raziskovalnih inštitutov v regiji - nedavno razvila prototip za orbitalni rastlinjak. Ta naprava, znana kot Orbitalni biološki avtomatski modul, omogoča, da se rastline gojijo in gojijo v vesolju in bi se lahko v naslednjih letih odpravile na Mednarodno vesoljsko postajo (ISS).
Od začetka vesoljske dobe so bili izvedeni številni poskusi, ki so pokazali, kako je mogoče rastline gojiti v mikrogravitacijskih pogojih. Vendar so bile te študije izvedene z rastlinjaki, ki se nahajajo v bivalnih oddelkih orbitalnih postaj in so vključevale pomembne omejitve glede tehnologije in prostora.
Zaradi tega je raziskovalna skupina iz TPU-ja začela delovati na področju obsega in izboljšanja tehnologij, potrebnih za gojenje pomembnih kmetijskih kultur. Projektna skupina vključuje dodatne raziskovalce z Tomske državne univerze (TSU), Tomske državne univerze za sisteme krmiljenja in radioelektronike (TUSUR), Inštituta za naftno kemijo in Sibirskega raziskovalnega inštituta za kmetijstvo in šoto.
Kot je v sporočilu za TPU News pojasnil Aleksej Yakovlev, vodja TPU Šole naprednih proizvodnih tehnologij:
"Trenutno pripravljamo aplikacijo za eksperiment in pripravljamo idejno zasnovo in tehnične rešitve. Leta 2020 bi morali izpolniti vlogo in jo oddati. Nato bo koordinacijski svet ocenil njegovo pomembnost in pomen. Od prijave do začetka eksperimenta traja leto in pol, zato pričakujemo, da se bomo leta 2021 pridružili dolgoročnemu programu in prejeli sredstva. "
Projekt pametnih rastlinjakov bo vključeval tehnologije, razvite na TPU, ki vključujejo pametno razsvetljavo, ki bo pospešila rast rastlin, specializirano hidroponiko, avtomatizirano namakanje in nabiranje rešitev. Trenutno TPU gradi novo testno poligon, da lahko razširijo proizvodnjo na pametnem rastlinjaku.
"V Tomsku bomo izvajali interdisciplinarne študije in reševali uporabne težave na področju agrobiofotonike," je dejal Jakovlev. "Hkrati raziskovalna skupina vključuje znanstvenike iz Tomska, Moskve, Vladivostoka in mednarodne partnerje iz Nizozemske, specializirane za podnebne komplekse, vključno z univerzo Wageningen."
Na koncu si Yakovlev in njegovi sodelavci zamislijo avtonomni modul, ki bi bil sposoben oskrbovati hrano za astronavte in bi se lahko celo priključil na ISS. Prav tako so navedli, da bo modul vseboval površino obdelovanja v izmeri 30 m² (~ 320 ft²) in da bo cilindrične oblike. Kot je navedel Yakolev, bi to omogočilo sprožitev modula za simulacijo različnih gravitacijskih razmer:
„Indeks gravitacije se nastavi s hitrostjo vrtenja modula okoli njegove osi. Pričakujemo tudi, da bo modul izdelan iz fleksibilnega materiala za kompaktno sestavljanje in samodejno odpakiranje v orbiti. "
Sem spadajo gravitacijski pogoji, ki so prisotni na Luni in Marsu, ki imajo ekvivalent približno 16,5% in 38% zemeljske gravitacije (0,1654 g in 0,3794 g), oz. Trenutno ni znano, kako dobro rastline lahko rastejo na obeh telesih, raziskave v zvezi s tem pa so še v povojih. Informacije, ki jih ponuja ta modul, bi se lahko izkazale za zelo koristne, če in ko se uresničijo načrti za lunarno in / ali marsovsko kolonijo.
Zasnova in inženiring, ki spada v modul, bosta prav tako upoštevali vrste pogojev, ki so prisotni v vesolju, na primer sončno in kozmično sevanje ter ekstremne temperature. Poleg tega bo modul raziskal, katere vrste poljščin uspevajo v orbiti. Rekel Jakovljev:
“Drugo pomembno vprašanje je izbira potrebnih in najprimernejših kmetijskih pridelkov ter njihova zaščita pred patogeni v mikrogravitaciji. V modulu ponujamo različne vrste solate, por, bazilike in druge poljščine za gojenje.“
Pred kratkim so bili odobreni trije poskusi TPU za prevoz na ISS in bodo izvedeni pozneje letos. Vključujejo napravo, ki omogoča 3D tiskanje kompozitnih materialov, ohišja za roj satelitov in večplastni nanokompozitni premaz, ki se nanese na ISS odprtine za zaščito pred mikrometeoroidnimi udarci (Peresvet). Njihova izvedba se bo začela kasneje letos in leta 2021.
