Ha az emberiség távoltartó és bolygóközi fajokká válik, akkor az egyik legfontosabb dolog az űrhajósok képessége, hogy önállóan kielégítsék igényeiket. A Földről történő rendszeres szállításokra támaszkodni nem csak elegáns; ez szintén nem gyakorlati és nagyon drága. Ezért a tudósok azon technológiák kidolgozásán dolgoznak, amelyek lehetővé teszik az űrhajósok számára, hogy saját élelmeiket, vizet és lélegző levegőt biztosítsanak.
Ennek érdekében egy közép-oroszországi Tomszki Műszaki Egyetem kutatócsoportja - a térség más egyetemeinek és kutatóintézeteinek kutatóival együtt - a közelmúltban dolgozott ki egy orbitális üvegház prototípusát. Az Orbitális Biológiai Automata Modul néven ismert eszköz lehetővé teszi a növények űrben történő termesztését és termesztését, és az elkövetkező években a Nemzetközi Űrállomáshoz (ISS) vezethet.
Az űrkorszak kezdete óta számos kísérletet végeztek, amelyek bebizonyították, hogyan lehet növényeket mikrogravitációs körülmények között termeszteni. Ezeket a vizsgálatokat azonban az orbitális állomások élő kamráiban elhelyezkedő üvegházak felhasználásával végezték, és a technológia és a tér szempontjából jelentős korlátozásokat tartalmaztak.
Ezért a TPU kutatócsoportja elkezdte a fontos mezőgazdasági növények termesztéséhez szükséges technológiák méretezését és fejlesztését. A projektcsoportba további kutatók tartoznak a Tomski Állami Egyetemen (TSU), a Tomski Állami Vezérlő Rendszerek és Radioelektronika Egyetemen (TUSUR), a Kőolajkémiai Intézetből és a Szibériai Mezőgazdasági és Tőzetes Kutató Intézetből.
Ahogyan Aleksei Yakovlev, a TPU Fejlett Gyártástechnológiai Iskola vezetője kifejtette a TPU sajtóközleményében:
„Jelenleg pályázatot készítünk a kísérletre, és kidolgozzuk az előzetes tervezést és a műszaki megoldásokat. 2020-ban ki kell töltenünk a jelentkezést és be kell nyújtanunk azt. Ezután egy koordinációs tanács értékeli annak relevanciáját és fontosságát. A pályázat benyújtásától a kísérlet megkezdéséig másfél év telik el, ezért azt várjuk, hogy csatlakozzon egy hosszú távú programhoz és 2021-ben kapjon finanszírozást. ”
Az intelligens üvegházhatást okozó projekt magában foglalja a TPU-ban kifejlesztett technológiákat, beleértve az intelligens világítást, amely felgyorsítja a növények növekedését, speciális hidroponikát, automatizált öntözést és betakarítási megoldásokat. Jelenleg a TPU új tesztelési területet épít fel, hogy kibővítsék a termelést az intelligens üvegházban.
"Tomszkban interdiszciplináris tanulmányokat folytatunk és megoldjuk az alkalmazott problémákat az agrobiophotonics területén" - mondta Yakovlev. "Ugyanakkor a kutatócsoportba Tomszkból, Moszkvából, Vlagyivosztokból származó tudósok és az éghajlati komplexumokra szakosodott hollandiai nemzetközi partnerek, köztük a Wageningeni Egyetemen dolgozók állnak."
Végül Yakovlev és kollégái elképzelnek egy olyan autonóm modult, amely képes lenne az űrhajósok számára élelmiszereket szállítani és esetlegesen dokkolni az ISS-hez. Azt is jelezték, hogy a modul 30 m² (~ 320 ft²) méretű termesztési területet tartalmaz és hengeres alakú lesz. Amint Yakolev jelezte, ez lehetővé tenné a modul felcsavarodását a különféle gravitációs feltételek szimulálására:
„A gravitációs indexet a modul forgási sebessége állítja be a tengelye körül. Arra számítunk, hogy a modul rugalmas anyagból készül, a kompakt összeállításhoz és az automatikus keringéshez.
Ide tartoznak a Holdon és a Marson megjelenő gravitációs körülmények, amelyek körülbelül 16,5% és 38% Föld gravitációnak felelnek meg (0,1654 g és 0,3779 g). Jelenleg nem ismeretes, hogy a növények mennyire képesek növekedni bármelyik testben, és ennek kutatása még gyerekcipőben áll. Ennélfogva a modul által nyújtott információk nagyon hasznosnak bizonyulhatnak, ha és amikor megvalósul egy hold- és / vagy marsi kolónia terve.
A modulba beépülő tervezés és a mérnöki munka figyelembe veszi az űrben meglévő körülményeket is, például a napsugárzást és a kozmikus sugárzást, valamint a hőmérsékleti szélsőségeket. Ezen túlmenően a modul megvizsgálja, hogy milyen növények fejlődnek jól pályán. Yakovlev azt mondta:
“Egy másik fontos kérdés a szükséges és legmegfelelőbb mezőgazdasági növények kiválasztása és védelme a kórokozókkal szemben a mikrogravitáció során. Különféle salátát, póréhagymat, bazsalikomot és egyéb növényeket kínálunk a modulban történő termesztéshez.“
Nemrégiben három TPU-kísérletet hagytak jóvá az ISS-hez történő szállításra, és idén később hajtják végre. Ezek tartalmazzák a kompozit anyagok 3D-s nyomtatására képes eszközt, a műholdak rajjának házát és a többrétegű nanokompozit bevonatot, amelyet fel kell használni az ISS-nyílásokra, hogy megvédjék a mikrometeoroidok hatásait (Peresvet). Végrehajtásuk idén később és 2021-ben kezdődik.
