Ako će čovječanstvo postati rezervna i međuplanetarna vrsta, jedna od najvažnijih stvari bit će sposobnost astronauta da se samostalno pobrinu za svoje potrebe. Oslanjanje na redovite isporuke zaliha sa Zemlje nije samo neukusno; to je također nepraktično i vrlo skupo. Iz tog razloga, znanstvenici rade na stvaranju tehnologija koje bi astronautima omogućile osiguravanje vlastite hrane, vode i zraka koji udiše.
U tu svrhu, tim istraživača s Tomsk Polytechnic University u središnjoj Rusiji - zajedno sa znanstvenicima s drugih sveučilišta i istraživačkih instituta u regiji - nedavno je razvio prototip za orbitalni staklenik. Poznat i kao Orbitalni biološki automatski modul, ovaj uređaj omogućava uzgoj i uzgoj biljaka u svemiru te bi u narednim godinama mogao krenuti prema Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS).
Od početka svemirskog doba provedeni su brojni eksperimenti koji su pokazali kako se biljke mogu uzgajati u uvjetima mikrogravitacije. Međutim, ta su istraživanja provedena pomoću staklenika smještenih u dnevnim odjeljcima orbitalnih stanica i uključivala su značajna ograničenja u pogledu tehnologije i prostora.
Iz tog razloga, istraživački tim iz TPU-a počeo je raditi na skali i poboljšanju tehnologija potrebnih za uzgoj važnih poljoprivrednih kultura. Projektni tim uključuje dodatne istraživače s Državnog sveučilišta Tomsk (TSU), Tomskog državnog sveučilišta za upravljačke sustave i radioelektroniku (TUSUR), Instituta za naftnu kemiju i Sibirskog istraživačkog instituta za poljoprivredu i treset.
Kao što je Aleksej Yakovlev, voditelj TPU-ove škole naprednih proizvodnih tehnologija, objasnio u TPU News News-u:
"Trenutno pripremamo aplikaciju za eksperiment i radimo na idejnom dizajnu i tehničkim rješenjima. U 2020. godini trebali bismo ispuniti prijavu i podnijeti je. Zatim će vijeće za koordinaciju procijeniti njegovu važnost i važnost. Obično treba proći godinu i pol od aplikacije do početka eksperimenta, tako da očekujemo da se pridružimo dugoročnom programu i dobijemo financiranje 2021. "
Projekt pametnih staklenika uključivat će tehnologije razvijene u TPU-u, što uključuje pametnu rasvjetu koja će ubrzati rast biljaka, specijalizirane hidroponike, automatizirano navodnjavanje i rješenja za branje. Trenutno TPU gradi novo ispitno poligon kako bi mogli proširiti proizvodnju na pametnom stakleniku.
"U Tomsku ćemo provoditi interdisciplinarne studije i rješavati primijenjene probleme u području agrobiofotonike", rekao je Yakovlev. „Istovremeno, istraživački tim uključuje znanstvenike iz Tomska, Moskve, Vladivostoka i međunarodnih partnera iz Nizozemske koji su se specijalizirali za klimatske komplekse, uključujući jednog sa Sveučilišta Wageningen.“
Na kraju, Yakovlev i njegovi kolege predviđaju autonomni modul koji bi mogao dostavljati hranu astronautima i potencijalno čak pristati s ISS-om. Također su naveli da će modul sadržavati površinu za obradu veličine 30 m² (~ 320 ft²) i da će biti cilindričnog oblika. Kao što je Yakolev naznačio, ovo bi omogućilo pokretanje modula da simulira različite gravitacijske uvjete:
„Indeks gravitacije će biti postavljen brzinom vrtnje modula oko njegove osi. Također očekujemo da će modul biti izrađen od fleksibilnog materijala za kompaktno sklapanje i automatsko raspakiranje u orbiti. "
Oni uključuju gravitacijske uvjete koji su prisutni na Mjesecu i Marsu, a koji imaju ekvivalent od oko 16,5% i 38% Zemljine gravitacije (0,1654 g i 0,3794 g), odn. Trenutno je nepoznato koliko dobro biljke mogu rasti na bilo kojem tijelu, a istraživanje je u tom smislu još u povojima. Dakle, informacije koje pruža ovaj modul mogu se pokazati vrlo korisnim ako i kada se realiziraju planovi za lunarnu i / ili marsovsku koloniju.
Dizajn i inženjering koji pripadaju modulu također će uzeti u obzir vrste uvjeta prisutnih u prostoru, poput sunčevog i kozmičkog zračenja i ekstremnih temperatura. Pored toga, modul će istražiti koje vrste usjeva dobro rastu u orbiti. Rekao je Yakovlev:
“Drugo važno pitanje je odabir potrebnih i najprikladnijih poljoprivrednih kultura i njihova zaštita od patogena u mikrogravitaciji. U modulu nudimo razne vrste zelene salate, luk, bosiljak i druge usjeve za uzgoj.“
Nedavno su odobrena tri pokusa s TPU-om za prijevoz na ISS i koji će se provesti kasnije ove godine. Uključuju uređaj koji može 3D ispisati kompozitne materijale, kućišta za roj satelita i višeslojni nanokompozitni premaz koji će se nanijeti na ISS prozore kako bi se zaštitio od mikrometeoroidnih udara (Peresvet). Njihova primjena započet će kasnije ove godine i 2021. godine.
