Якщо людство перетвориться на запасний і міжпланетний вид, однією з найважливіших речей стане здатність космонавтів самостійно дотримуватися своїх потреб. Покладатися на регулярні поставки поставок із Землі не тільки неелегантно; це також непрактично і дуже дорого. З цієї причини вчені працюють над створенням технологій, які б дозволили космонавтам забезпечити собі їжу, воду та дихаюче повітря.
З цією метою команда дослідників Томського політехнічного університету в центральній Росії - разом із вченими інших університетів та науково-дослідних інститутів регіону - нещодавно розробила прототип для орбітальної оранжереї. Цей пристрій, відомий як орбітальний біологічний автоматичний модуль, дозволяє вирощувати та культивувати рослини в космосі, а в найближчі роки може відправлятися до Міжнародної космічної станції (МКС).
З початку космічної доби було проведено численні експерименти, які продемонстрували, як рослини можна культивувати в умовах мікрогравітації. Однак ці дослідження були проведені з використанням теплиць, розташованих у житлових відділеннях орбітальних станцій, і передбачали значні обмеження щодо технологій та простору.
З цієї причини дослідницька група з ТПУ розпочала роботу над розширенням та вдосконаленням технологій, необхідних для вирощування важливих сільськогосподарських культур. До складу проектної групи входять додаткові дослідники Томського державного університету (ТСУ), Томського державного університету систем управління та радіоелектроніки (ТУСУР), Інституту хімії нафти та Сибірського науково-дослідного інституту сільського господарства та торфу.
Як пояснив у випуску новин ТПУ Олексій Яковлєв, керівник школи передових технологій виробництва ТПУ:
«Зараз ми готуємо заявку на експеримент та розробляємо попередній дизайн та технічні рішення. У 2020 році ми повинні заповнити заявку та подати її. Потім координаційна рада оцінить її актуальність та важливість. Від подання заявки до початку експерименту, як правило, йде півтора року, тому ми очікуємо, що ми приєднаємось до довгострокової програми та отримаємо фінансування у 2021 році. "
Проект розумних парників включатиме технології, розроблені в ТПУ, що включає в себе розумне освітлення, яке прискорить ріст рослин, спеціалізовану гідропоніку, автоматизований полив та збирання рішень. В даний час ТПУ будує новий полігон, щоб вони могли розширити виробництво на смарт-теплиці.
"У Томську ми проведемо міждисциплінарні дослідження та вирішимо прикладні проблеми в галузі агробіофотоніки", - сказав Яковлєв. «У той же час до складу дослідницької групи входять вчені з Томська, Москви, Владивостока та міжнародні партнери з Нідерландів, що спеціалізуються на кліматичних комплексах, включаючи університету Вагенінген».
Зрештою, Яковлев та його колеги передбачають автономний модуль, який міг би поставляти їжу для космонавтів і, можливо, навіть стикувати з МКС. Вони також вказали, що модуль буде містити площу обробітку розміром 30 м² (~ 320 футів²) і що він має циліндричну форму. Як зазначає Яколєв, це дозволить запустити модуль для імітації різних умов гравітації:
“Індекс тяжкості буде встановлений швидкістю обертання модуля навколо своєї осі. Ми також очікуємо, що модуль буде виготовлений з гнучкого матеріалу для компактної збірки та автоматичного розпакування орбіти ».
До них відносяться умови гравітації, які існують на Місяці та Марсі, які мають еквівалент приблизно 16,5% і 38% сили тяжіння Землі (0,1654 г та 0,3794 г), відповідно. В даний час невідомо, наскільки добре рослини можуть рости на будь-якому тілі, і дослідження цього ефекту ще в зародковому стані. Отже, інформація, надана цим модулем, може виявитися дуже корисною, якщо і коли будуть реалізовані плани щодо місячної та / або марсіанських колоній.
Дизайн та інженерія, що входить до модуля, також враховуватимуть умови, які існують у космосі, наприклад, сонячне та космічне випромінювання та крайні температури. Крім цього, модуль вивчить, які види культур добре ростуть на орбіті. Сказав Яковлєв:
“Ще одне важливе питання - це відбір необхідних та найбільш підходящих сільськогосподарських культур та їх захист від збудників мікрогравітації. Ми пропонуємо різні сорти салату, цибуля-порей, базилік та інші культури для вирощування в модулі.“
Три експерименти з ТПУ нещодавно були затверджені для транспортування на МКС і будуть реалізовані пізніше цього року. Вони включають в себе пристрій, здатний 3D-друкувати композиційні матеріали, корпуси для роя супутників, і багатошарове нанокомпозитне покриття, яке буде наноситися на ISS-портфоліо для захисту від мікрометеороїдних впливів (Пересвет). Їх реалізація розпочнеться пізніше цього року та у 2021 році.
