Группа исследователей из Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с учеными из других вузов и академических институтов разработала прототип «орбитальной теплицы». Технология представляет собой автономный модуль, в котором можно будет выращивать растения в условиях космоса. Томские ученые уверены, что в ближайшие годы их разработка полетит на МКС. 

Если человечество заселит другие планеты Солнечной системы, людям придется научиться обеспечивать себя необходимыми продуктами. Рассчитывать на регулярные поставки с Земли не получится, поскольку доставка груза будет обходиться очень дорого. По этой причине инженеры работают над созданием технологий, которые позволили бы производить пищу, воду и воздух для дыхания прямо в космическом полете или на поверхности другой планеты.

С начала космической эры не раз проводились эксперименты по выращиванию сельскохозяйственных растений в условиях микрогравитации. Однако эти исследования проходили лишь в теплицах, размещенных в жилых модулях орбитальных станций. Конструкции этих отсеков имели множество ограничений и технологических барьеров, например, ограниченную площадь.

По этой причине исследовательская группа из ТПУ начала работу над созданием специального автономного модуля для выращивания значимых агрокультур. 

«Сейчас мы прорабатываем все технические решения конструкции, готовим эскизный проект. В этом году мы должны подготовить заявку на эксперимент на борту МКС и подать ее. Далее ее будет рассматривать координационный совет, принимающий решение об актуальности и необходимости проекта», — объясняет Алексей Яковлев, директор Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ. — «Практика показывает, что от заявки до старта самого эксперимента обычно проходит год-полтора, так что мы рассчитываем попасть в Долгосрочную программу экспериментов на МКС и получить финансирование в 2021 году»

Проект «орбитальной теплицы» будет включать технологии, ранее разработанные в ТПУ и отработанные в smart-теплице Томского политеха:

— «умное» освещение, которое ускоряет рост растений;

— специальные гидропонные установки;

— автоматический режим полива и автоматизированный сбор урожая.

Яковлев отметил, что «орбитальная теплица» будет представлять собой автономный модуль, способный поставлять продукты питания для космонавтов и при необходимости пристыковаться к МКС через шлюз. Площадь выращивания растений составит 30 м2. Предполагается, что модуль будет цилиндрической формы — она должна помочь приспособиться к разным условиям гравитации, что позволит в будущем использовать модуль на Луне или на Марсе. 

«Показатель гравитации будет задаваться возможностью вращения модуля вокруг своей оси и скоростью вращения. Также мы рассчитываем, что модуль будет выполнен из гибкого материала для компактной сборки и автоматической орбитальной распаковки», — говорит Яковлев

При проектировании и разработке модуля инженеры будут учитывать солнечное и космическое излучение и экстремальные температуры. 

«Еще один важный вопрос — выбор необходимых и наиболее подходящих агрокультур и их защита от возбудителей болезней растений в условиях микрогравитации. В настоящее время мы предлагаем для выращивания в модуле различные виды салатов и салатной капусты, лука-порея, базилика и других культур», — отметил Яковлев

Специалистам точно не известно, насколько хорошо растения могут произрастать в условиях микрогравитации, исследования в этой области все еще находятся в зачаточном состоянии. Информация, полученная во время использования российской «орбитальной теплицы», может оказаться очень полезной для планирования будущих пилотируемых миссий на Луну и Марс.

Ранее три проекта томских инженеров вошли в Долгосрочную программу экспериментов на МКС: 

— 3D-принтер, который печатает изделия из композитных материалов. С его помощью можно будет создать особо прочные, но при этом легкие инструменты прямо на борту станции; 

— технология «Рой малых космических аппаратов». Связана с испытаниями наноспутников — космических аппаратов, которые космонавт сможет запускать на орбиту вручную. В дальнейшем такие аппараты будут работать в группах, выполняя задачи, связанные с навигацией и обеспечением связи, а также смогут ремонтировать друг друга прямо на орбите;

— проект «Пересвет». Помогает укрепить иллюминаторы МКС. Результат достигается путем нанесения многослойного нанокомпозитного покрытия. При бомбардировке космическим мусором и микрометеоритами радиусом 50-60 мкм со скоростью 6-8 км/с на стеклах иллюминаторов образуются «кратеры». Использование покрытия в три раза снижает их количество на 1 кубический сантиметр.

Воплощать в жизнь свои изобретения томские ученые начнут в конце 2020 — начале 2021 года.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Поделитесь мнением о материале и расскажите о нем друзьям! Еще больше интересной информации о науку и технологиях можно найти в нашем Telegram