Kui inimkonnast saab tagavara ja planeetide vaheline liik, on üks olulisemaid astronautide võime oma vajadusi iseseisvalt hoolitseda. Maalt varude regulaarsele saatmisele tuginemine pole mitte ainult ebaoluline; see on ka ebapraktiline ja väga kallis. Sel põhjusel töötavad teadlased tehnoloogia väljatöötamise nimel, mis võimaldaks astronautidel varustada oma toitu, vett ja hingavat õhku.
Sel eesmärgil töötas Kesk-Venemaa Tomski polütehnilise ülikooli teadlaste meeskond koos piirkonna teiste ülikoolide ja teadusinstituutide teadlastega hiljuti välja orbitaal kasvuhoone prototüübi. Orbitaalse bioloogilise automaatse moodulina tuntud seade võimaldab taimi kosmoses kasvatada ja harida ning võiks lähiaastatel suunata ta rahvusvahelise kosmosejaama (ISS) poole.
Kosmoseajastu algusest peale on läbi viidud arvukalt katseid, mis näitasid, kuidas taimi saab kasvatada mikrogravitatsiooni tingimustes. Need uuringud viidi läbi aga kasvuhoonete abil, mis paiknesid orbitaaljaamade eluruumides ja hõlmasid tehnoloogia ja ruumi osas olulisi piiranguid.
Sel põhjusel asus TPÜ uurimisrühm töötama oluliste põllumajanduskultuuride kasvatamiseks vajalike tehnoloogiate laiendamiseks ja täiustamiseks. Projekti meeskonda kuuluvad täiendavad teadlased Tomski Riiklikust Ülikoolist (TSU), Tomski Riiklikust Juhtimissüsteemide ja Radioelektroonika ülikoolist (TUSUR), Naftakeemia Instituudist ning Siberi Põllumajanduse ja Turba Uurimisinstituudist.
Nagu TPÜ uudisteates selgitas TPÜ kõrgtehnoloogilise tootmistehnoloogia kooli juhataja Aleksei Yakovlev:
„Praegu valmistame eksperimendi jaoks ette taotlust ning töötame läbi eelprojekti ja tehnilisi lahendusi. Aastal 2020 peaksime taotluse täitma ja selle esitama. Seejärel hindab koordinatsiooninõukogu selle asjakohasust ja olulisust. Taotlusest eksperimendi alguseni kulub poolteist aastat, seega loodame liituda pikaajalise programmiga ja saada rahastust aastal 2021. ”
Nutikas kasvuhooneprojekt hõlmab TPÜ-s välja töötatud tehnoloogiaid, mis hõlmavad taimede kasvu kiirendavat nutikat valgustust, spetsialiseeritud hüdropoonikat, automatiseeritud niisutamist ja koristuslahendusi. Praegu ehitab TPU uut katseplatsi, et nad saaksid nutikas kasvuhoones tootmist laiendada.
"Tomskis viime läbi interdistsiplinaarseid uuringuid ja lahendame agrobiofotoonika valdkonnas rakendatavaid probleeme," ütles Yakovlev. "Samal ajal kuuluvad uurimisrühma teadlased Tomskist, Moskvast, Vladivostokist ja rahvusvahelised partnerid Hollandist, kes on spetsialiseerunud kliimakompleksidele, sealhulgas üks Wageningeni ülikoolist."
Lõpuks kavandavad Yakovlev ja tema kolleegid autonoomset moodulit, mis suudaks astronautidele toitu anda ja potentsiaalselt isegi ISS-i dokkida. Nad osutasid ka, et moodul sisaldab harimispinda 30 m² (~ 320 jalga) ja et see oleks silindrikujuline. Nagu Yakolev märkis, võimaldaks see moodulit keerutada, et simuleerida erinevaid gravitatsioonitingimusi:
“Raskusjõuindeksi seadistab mooduli pöörlemiskiirus ümber telje. Samuti eeldame, et moodul on valmistatud elastsest materjalist kompaktseks kokkupanekuks ja orbiidi automaatseks lahtipakkimiseks. ”
Nende hulka kuuluvad Kuul ja Marsil esinevad gravitatsioonitingimused, mille Maa gravitatsioon on umbes 16,5% ja 38% (0,1654) g ja 0,3779 g) vastavalt. Praegu ei ole teada, kui hästi taimed mõlemal kehal kasvada saavad ja vastavad uuringud on alles lapsekingades. Seetõttu võib selle mooduli teave osutuda väga kasulikuks, kui ja millal viiakse ellu kuu- ja / või Marsi koloonia plaanid.
Moodulisse kavandamisel ja projekteerimisel võetakse arvesse ka kosmoses esinevaid tingimusi, nagu päikese- ja kosmiline kiirgus ning äärmuslikud temperatuurid. Lisaks uurib moodul, millised taimed kasvavad hästi orbiidil. Ütles Yakovlev:
“Teine oluline küsimus on vajalike ja kõige sobivamate põllukultuuride valimine ja nende kaitse mikroorganismide patogeenide eest. Pakume moodulis kasvatamiseks erinevat tüüpi salatit, porrulauku, basiilikut ja muid taimi.“
Hiljuti kiideti heaks kolm TPÜ katset ISS-i transportimiseks ja neid rakendatakse selle aasta lõpus. Nende hulka kuulub komposiitmaterjalide 3D-printimiseks võimeline seade, satelliitide korpuse korpused ja mitmekihiline nanokomposiitkate, mis kantakse ISS-i luukidele mikrometeoroidide mõju eest kaitsmiseks (Peresvet). Nende rakendamine algab sel aastal hiljem ja 2021. aastal.
