Jei žmonija taps atsargų ir tarpplanetine rūšimi, vienas iš svarbiausių dalykų bus astronautų sugebėjimas savarankiškai atsižvelgti į savo poreikius. Pasitikėjimas reguliariomis prekių iš Žemės siuntomis yra ne tik neelegantiškas; tai taip pat nepraktiška ir labai brangu. Dėl šios priežasties mokslininkai stengiasi sukurti technologijas, kurios leistų astronautams pasirūpinti savo maistu, vandeniu ir kvėpuojančiu oru.
Šiuo tikslu Tomsko politechnikos universiteto centrinėje Rusijoje tyrėjų grupė kartu su kitų regiono universitetų ir tyrimų institutų mokslininkais neseniai sukūrė orbitinio šiltnamio prototipą. Šis prietaisas, žinomas kaip Orbitalinis biologinis automatinis modulis, leidžia auginti ir kultivuoti augalus kosmose ir ateinančiais metais galėtų būti nukreiptas į Tarptautinę kosminę stotį (ISS).
Nuo kosminio amžiaus pradžios buvo atlikta daugybė eksperimentų, kurie parodė, kaip augalus galima auginti mikrogravitacijos sąlygomis. Tačiau šie tyrimai buvo atlikti naudojant šiltnamius, esančius orbitalinių stočių gyvenamuosiuose skyriuose, ir jie apėmė didelius technologijos ir erdvės apribojimus.
Dėl šios priežasties TPU tyrimų komanda pradėjo plėsti ir tobulinti technologijas, reikalingas svarbiems žemės ūkio augalams auginti. Projekto komandą sudaro papildomi tyrėjai iš Tomsko valstybinio universiteto (TSU), Tomsko valstybinio valdymo sistemų ir radioelektronikos universiteto (TUSUR), Naftos chemijos instituto ir Sibiro žemės ūkio ir durpių tyrimų instituto.
Kaip TPU žinių laidoje aiškino TPU Pažangių gamybos technologijų mokyklos vadovas Aleksejus Yakovlevas:
„Šiuo metu ruošiame paraišką eksperimentui ir kuriame preliminarų projektą bei techninius sprendimus. 2020 m. Turėtume užpildyti paraišką ir ją pateikti. Tada koordinavimo taryba įvertins jos aktualumą ir svarbą. Nuo paraiškos pateikimo iki eksperimento pradžios praeina pusantrų metų, todėl tikimės prisijungti prie ilgalaikės programos ir gauti finansavimą 2021 m. “
Išmanusis šiltnamio projektas apims TPU sukurtas technologijas, apimančias išmanųjį apšvietimą, kuris paspartins augalų augimą, specializuotą hidroponiką, automatinį drėkinimą ir derliaus nuėmimo sprendimus. Šiuo metu TPU kuria naują bandymų vietą, kad jie galėtų išplėsti gamybą išmaniajame šiltnamyje.
„Tomske vykdysime tarpdisciplininius tyrimus ir spręsime taikytas problemas agrobiophotonics srityje“, - sakė Jakovlevas. „Tuo pat metu tyrimų grupę sudaro mokslininkai iš Tomsko, Maskvos, Vladivostoko ir tarptautiniai partneriai iš Nyderlandų, kurių specializacija yra klimato kompleksai, įskaitant vieną iš Wageningeno universiteto.“
Galų gale Jakovlevas ir jo kolegos įsivaizduoja autonominį modulį, kuris galėtų tiekti maistą astronautams ir galimai netgi prijungti prie TKS. Jie taip pat nurodė, kad modulyje bus auginimo plotas, kurio plotas būtų 30 m² (~ 320 pėdų), ir kad jis būtų cilindro formos. Kaip nurodė Yakolev, tai leis modulį susukti, kad būtų imituotos skirtingos sunkio sąlygos:
„Sunkumo koeficientas bus nustatomas pagal modulio sukimosi greitį aplink jo ašį. Mes taip pat tikimės, kad modulis bus pagamintas iš lanksčios medžiagos kompaktiškam surinkimui ir automatiniam orbitos išpakavimui. “
Tai apima Mėnulyje ir Marse esančias gravitacijos sąlygas, kurios patiria maždaug 16,5% ir 38% Žemės gravitacijos (0,1654). g ir 0,3779 g), atitinkamai. Šiuo metu nežinoma, kaip gerai augalai gali augti ant bet kurio kūno, ir tyrimai vis dar yra pradinėje stadijoje. Taigi šio modulio pateikta informacija gali būti labai naudinga, jei ir kada bus įgyvendinti mėnulio ir (arba) Marso kolonijos planai.
Projektuojant ir projektuojant modulį, taip pat bus atsižvelgiama į tokias kosmoso sąlygas, kaip saulės ir kosminė radiacija bei kraštutinė temperatūra. Be to, modulis ištirs, kokie pasėliai gerai auga orbitoje. Sakė Jakovlevas:
“Kitas svarbus klausimas yra būtinų ir tinkamiausių žemės ūkio augalų atranka ir apsauga nuo patogenų mikrogravitacijos metu. Modulyje siūlome auginti įvairių rūšių salotas, porus, baziliką ir kitus augalus.“
Neseniai buvo patvirtinti trys TPU eksperimentai, skirti transportuoti į TKS, ir bus įgyvendinti vėliau šiais metais. Jie apima įrenginį, galintį 3D spausdinti kompozicines medžiagas, palydovų spiečiaus korpusus ir daugiasluoksnę nanokompozitinę dangą, kuri bus dedama į ISS skyles, siekiant apsaugoti nuo mikrometeoroidų poveikio (Peresvet). Jų įgyvendinimas bus pradėtas vėliau šiais metais ir 2021 m.
