إذا كانت البشرية ستصبح نوعًا من قطع الغيار والكواكب ، فإن أحد أهم الأشياء هو قدرة رواد الفضاء على تلبية احتياجاتهم بشكل مستقل. الاعتماد على شحنات منتظمة من الإمدادات من الأرض ليس فقط ضعيفًا ؛ كما أنها غير عملية ومكلفة للغاية. لهذا السبب ، يعمل العلماء على ابتكار تقنيات تسمح لرواد الفضاء بتوفير الطعام والماء والهواء للتنفس.
تحقيقا لهذه الغاية ، قام فريق من الباحثين من جامعة تومسك بوليتكنيك في وسط روسيا - إلى جانب علماء من جامعات ومعاهد بحثية أخرى في المنطقة - بتطوير نموذج أولي لبيت زجاجي مداري. يسمح هذا الجهاز ، المعروف باسم الوحدة الأوتوماتيكية البيولوجية المدارية ، بزراعة النباتات وزراعتها في الفضاء ويمكن أن يتجه إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) في السنوات القادمة.
منذ بداية عصر الفضاء ، تم إجراء العديد من التجارب التي أظهرت كيف يمكن زراعة النباتات في ظروف الجاذبية الصغرى. ومع ذلك ، أجريت هذه الدراسات باستخدام الصوبات الزراعية الموجودة في الأجزاء الحية من المحطات المدارية وتضمنت قيودًا كبيرة من حيث التكنولوجيا والمساحة.
لهذا السبب ، بدأ فريق بحث من شركة TPU العمل على توسيع وتحسين التقنيات اللازمة لزراعة المحاصيل الزراعية المهمة. يضم فريق المشروع باحثين إضافيين من جامعة تومسك الحكومية (TSU) ، وجامعة تومسك الحكومية لأنظمة التحكم والإلكترونيات الراديوية (TUSUR) ، ومعهد كيمياء البترول ومعهد أبحاث سيبيريا للزراعة والجفت.
كما أوضح أليكسي ياكوفليف ، رئيس مدرسة TPU لتقنيات التصنيع المتقدمة ، في بيان صحفي لـ TPU:
"نقوم حاليًا بإعداد تطبيق للتجربة ، ونعمل من خلال التصميم الأولي والحلول التقنية. في عام 2020 ، يجب علينا إكمال الطلب وإرساله. ثم يقوم مجلس التنسيق بتقييم أهميته وأهميته. يميل إلى أن يستغرق سنة ونصف من التطبيق إلى بداية التجربة ، لذلك نتوقع الانضمام إلى برنامج طويل الأجل وتلقي التمويل في عام 2021. "
سيشتمل مشروع الاحتباس الحراري الذكي على تقنيات تم تطويرها في TPU ، والتي تشمل الإضاءة الذكية التي ستسرع من نمو النبات ، والزراعة المائية المتخصصة ، والري الآلي ، وحلول الحصاد. في الوقت الحاضر ، تبني TPU أرضًا جديدة للاختبار حتى يتمكنوا من توسيع الإنتاج في الدفيئة الذكية.
قال ياكوفليف: "في تومسك ، سنجري دراسات متعددة التخصصات ونحل المشكلات التطبيقية في مجال الزراعة الحيوية الضوئية". "وفي الوقت نفسه ، يضم فريق البحث علماء من تومسك وموسكو وفلاديفوستوك وشركاء دوليين من هولندا متخصصين في المجمعات المناخية بما في ذلك واحد من جامعة واجينينجين."
في النهاية ، يتصور ياكوفليف وزملاؤه وحدة مستقلة قادرة على توفير الغذاء لرواد الفضاء وربما الالتحام مع محطة الفضاء الدولية. وأشاروا أيضًا إلى أن الوحدة ستحتوي على مساحة زراعة مساحتها 30 مترًا مربعًا (~ 320 قدمًا مربعة) وستكون أسطوانية الشكل. كما أشار ياكوليف ، فإن هذا سيسمح بتدوير الوحدة لمحاكاة ظروف الجاذبية المختلفة:
"سيتم تحديد مؤشر الجاذبية من خلال سرعة دوران الوحدة حول محورها. نتوقع أيضًا أن تكون الوحدة مصنوعة من مادة مرنة للتجميع المضغوط والتفريغ المداري التلقائي ".
وتشمل هذه الظروف الجاذبية الموجودة على القمر والمريخ ، والتي تواجه ما يعادل حوالي 16.5٪ و 38٪ من جاذبية الأرض (0.1654 ز و 0.3794 ز) ، على التوالي. في الوقت الحاضر ، من غير المعروف كيف يمكن للنباتات أن تنمو على أي من الجسم ولا يزال البحث في هذا التأثير في مهدها. ومن ثم ، يمكن أن تكون المعلومات التي توفرها هذه الوحدة مفيدة للغاية إذا وعندما يتم تنفيذ خطط مستعمرة قمرية و / أو مستعمرة المريخ.
سيأخذ التصميم والهندسة التي تدخل في الوحدة أيضًا في الاعتبار أنواع الظروف الموجودة في الفضاء ، مثل الإشعاع الشمسي والكوني ودرجات الحرارة القصوى. أبعد من ذلك ، ستبحث الوحدة أنواع المحاصيل التي تنمو بشكل جيد في المدار. سعيد ياكوفليف:
“قضية أخرى مهمة هي اختيار المحاصيل الزراعية الضرورية والأنسب وحمايتها من مسببات الأمراض في الجاذبية الصغرى. نقدم أنواع مختلفة من الخس والكراث والريحان ومحاصيل أخرى للزراعة في الوحدة.“
تمت الموافقة مؤخرًا على ثلاث تجارب TPU للنقل إلى محطة الفضاء الدولية وسيتم تنفيذها في وقت لاحق من هذا العام. وهي تشمل جهازًا قادرًا على طباعة مواد مركبة ثلاثية الأبعاد ، ومبيتًا لسرب من الأقمار الصناعية ، وطلاء نانوي متعدد الطبقات سيتم تطبيقه على كوى ISS للحماية من تأثيرات النيازك الدقيقة (Peresvet). وسيبدأ تنفيذها في وقت لاحق من هذا العام وفي عام 2021.
