Budoucí astronauti by si mohli pochutnat na čerstvé zelenině z autonomního orbitálního skleníku
Má-li se lidstvo stát náhradním a meziplanetárním druhem, jednou z nejdůležitějších věcí bude schopnost astronautů postarat se o své potřeby nezávisle. Spoléhat se na pravidelné dodávky zásob ze Země je nejen nevkusné; je to také nepraktické a velmi drahé. Z tohoto důvodu vědci pracují na vytvoření technologií, které by astronautům umožnily zajistit si vlastní jídlo, vodu a dýchatelný vzduch.
Za tímto účelem tým výzkumníků z Tomská polytechnická univerzita ve středním Rusku – spolu s vědci z dalších univerzit a výzkumných ústavů v regionu – nedávno vyvinuli prototyp orbitálního skleníku. Známý jako Orbitální biologický automatický modul Toto zařízení umožňuje pěstování a kultivaci rostlin ve vesmíru a mohlo by směřovat do Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) v příštích letech.
Od počátku vesmírného věku byly provedeny četné experimenty, které demonstrovaly, jak lze rostliny pěstovat v podmínkách mikrogravitace. Tyto studie však byly provedeny pomocí skleníků umístěných v obytných prostorech orbitálních stanic a zahrnovaly značná omezení z hlediska technologie a prostoru.
Rostliny pěstované v autonomním skleníku TPU. Kredit: TPU
Z tohoto důvodu začal výzkumný tým z TPU pracovat na škálování a zlepšování technologií nezbytných pro pěstování důležitých zemědělských plodin. Projektový tým zahrnuje další výzkumníky z Tomská státní univerzita (TSU), Tomská státní univerzita řídicích systémů a radioelektroniky (TUSUR), Ústav chemie ropy a Sibiřský výzkumný ústav zemědělství a rašeliny .
Jak říká Aleksei Yakovlev, vedoucí školy pokročilých výrobních technologií TPU, vysvětlil v tiskové zprávě TPU:
„V současné době připravujeme aplikaci pro experiment a pracujeme na předběžném návrhu a technických řešeních. V roce 2020 bychom měli žádost vyplnit a odeslat. Poté koordinační rada vyhodnotí jeho relevanci a důležitost. Od podání žádosti do zahájení experimentu to obvykle trvá rok a půl, takže očekáváme, že se zapojíme do dlouhodobého programu a získáme finanční prostředky v roce 2021.“
Projekt inteligentního skleníku bude zahrnovat technologie vyvinuté v TPU, které zahrnují chytré osvětlení, které urychlí růst rostlin, specializovanou hydroponii, automatizované zavlažování a řešení pro sklizeň. V současné době TPU staví nové testovací hřiště, aby mohli rozšířit výrobu v chytrém skleníku.
Prototyp skleníku je navržen tak, aby astronautům poskytoval nepřetržitou vegetariánskou stravu. Obrázek: University of Arizona
„V Tomsku budeme provádět interdisciplinární studie a řešit aplikované problémy v oblasti agrobiofotoniky,“ řekl Jakovlev. 'Výzkumný tým zároveň zahrnuje vědce z Tomska, Moskvy, Vladivostoku a mezinárodní partnery z Nizozemska, kteří se specializují na klimatické komplexy, včetně jednoho z Wageningen University.'
Jakovlev a jeho kolegové si nakonec představují autonomní modul, který by byl schopen zásobovat potravu pro astronauty a potenciálně i kotvit na ISS. Uvedli také, že modul bude obsahovat pěstební plochu o velikosti 30 m² (~320 stop²) a že bude mít válcovitý tvar. Jako Yakolev uvedeno , to by umožnilo modul roztočit a simulovat různé gravitační podmínky:
„Index gravitace bude nastaven rychlostí otáčení modulu kolem jeho osy. Očekáváme také, že modul bude vyroben z flexibilního materiálu pro kompaktní montáž a automatické orbitální vybalení.“
Patří mezi ně gravitační podmínky, které jsou přítomné na Měsíci a Marsu, které jsou ekvivalentem asi 16,5 % a 38 % zemské gravitace (0,1654Ga 0,3794G), resp. V současné době není známo, jak dobře mohou rostliny růst na obou tělech, a výzkum v tomto smyslu je stále v plenkách. Informace poskytované tímto modulem by se tedy mohly ukázat jako velmi užitečné, pokud a až budou realizovány plány na měsíční a/nebo marťanskou kolonii.
Zakrslá pšenice rostoucí v pokročilém rostlinném biotopu. Kredit: NASA
Návrh a inženýrství, které je součástí modulu, budou také brát v úvahu druhy podmínek, které jsou přítomné ve vesmíru, jako je sluneční a kosmické záření a extrémní teploty. Kromě toho bude modul zkoumat, jaké druhy plodin dobře rostou na oběžné dráze. Řekl Jakovlev:
'Další důležitou otázkou je výběr potřebných a nejvhodnějších zemědělských plodin a jejich ochrana proti patogenům v mikrogravitaci. V modulu nabízíme k pěstování různé druhy salátu, pórek, bazalka a další plodiny.'
Tři experimenty TPU byly nedávno schváleny pro přepravu na ISS a budou realizovány později v tomto roce. Zahrnují zařízení schopné 3D tisku kompozitních materiálů, kryty pro roj satelitů a vícevrstvý nanokompozitní povlak, který bude aplikován na průzory ISS k ochraně proti mikrometeoroidním nárazům (Peresvet). Jejich realizace bude zahájena koncem tohoto roku a v roce 2021.
Další čtení: News Office TPU