אם האנושות עתידה להפוך למין חילופי פנים ובין-פלנטריים, אחד הדברים החשובים ביותר הוא יכולתם של האסטרונאוטים לדאוג לצרכיהם באופן עצמאי. ההסתמכות על משלוחים קבועים של אספקה מכדור הארץ אינה רק אלגנטית; זה גם לא מעשי ויקר מאוד. מסיבה זו מדענים פועלים ליצירת טכנולוגיות שיאפשרו לאסטרונאוטים לספק מזון, מים ואוויר נושם.
לשם כך, צוות חוקרים מהאוניברסיטה הפוליטכנית טומסק במרכז רוסיה - יחד עם מדענים מאוניברסיטאות ומכוני מחקר אחרים באזור - פיתחו לאחרונה אב טיפוס לחממה מסלולית. מכשיר זה, המכונה המודול האוטומטי הביולוגי Orbital, מאפשר לגדל את הצמחים ולעבד אותם בחלל ויכול היה לפנות לתחנת החלל הבינלאומית (ISS) בשנים הקרובות.
מאז תחילת עידן החלל, נערכו ניסויים רבים שהמחישו כיצד ניתן לעבד צמחים בתנאי מיקרובידציה. עם זאת, מחקרים אלו בוצעו באמצעות חממות הממוקמות בתאי המגורים של תחנות מסלול והיו כרוכות במגבלות משמעותיות מבחינת הטכנולוגיה והמרחב.
מסיבה זו צוות מחקר של חברת TPU החל לעבוד בהיקף ובשיפור הטכנולוגיות הנחוצות לגידול גידולים חקלאיים חשובים. צוות הפרויקט כולל חוקרים נוספים מאוניברסיטת טומסק (TSU), אוניברסיטת טומסק למערכות בקרה ומוצרי רדיו-אלקטרוניקה (TUSUR), מכון כימיה נפט ומכון המחקר הסיבירי לחקלאות וכבול.
כפי שהסביר אלכסיי יעקובלב, ראש בית הספר TPU לטכנולוגיות ייצור מתקדמות, במהדורת חדשות TPU:
"נכון לעכשיו אנו מכינים אפליקציה לניסוי ועוברים באמצעות התכנון המקדים והפתרונות הטכניים. בשנת 2020 עלינו להשלים את הבקשה ולהגיש אותה. לאחר מכן, מועצת תיאום תעריך את הרלוונטיות והחשיבות שלה. זה נוטה לקחת שנה וחצי מהאפליקציה לתחילת הניסוי, ולכן אנו מצפים להצטרף לתכנית ארוכת טווח ולקבל מימון בשנת 2021. "
פרויקט החממה החכמה ישלב טכנולוגיות שפותחו ב- TPU, הכולל תאורה חכמה שתאיץ את צמיחת הצמחים, הידרופוניקה מתמחה, השקיה אוטומטית ופתרונות קציר. נכון לעכשיו, TPU בונה קרקע לבדיקה חדשה כדי שיוכלו להרחיב את הייצור בחממה החכמה.
"בטומסק, נבצע מחקרים בין תחומיים ונפתור בעיות יישומיות בתחום האגרוביוטוניקה", אמר יקובלב. "במקביל, צוות המחקר כולל מדענים מטומסק, מוסקבה, ולדיווסטוק ושותפים בינלאומיים מהולנד המתמחים במתחמי אקלים כולל אחד מאוניברסיטת ווגינגן."
בסופו של דבר, יקובלב ועמיתיו רואים מודול אוטונומי שיוכל לספק מזון לאסטרונאוטים ואולי אף לעגון עם ה- ISS. הם גם ציינו כי המודול יכלול שטח טיפוח בגודל 30 מ"ר (320 מ"ר) וכי הוא יהיה גלילי בצורה. כפי שציין יקולב, הדבר יאפשר את הפעלת המודול כדי לדמות תנאי כוח משיכה שונים:
"מדד הכובד ייקבע על ידי מהירות הסיבוב של המודול סביב צירו. אנו צופים כי המודול יהיה עשוי מחומר גמיש להרכבה קומפקטית ופריקה אוטומטית של מסלול. "
אלה כוללים את תנאי הכבידה הקיימים בירח ובמאדים, החווים את המקבילה של כ- 16.5% וכ- 38% כוח הכבידה (0.1654 ז ו- 0.3794 ז) בהתאמה. נכון לעכשיו, לא ידוע עד כמה צמחים יכולים לצמוח על גוף כלשהו והמחקר, לפיו, עדיין נמצא בחיתוליו. מכאן שהמידע שמוצג על ידי מודול זה יכול להועיל מאוד אם וכאשר יתממשו תוכניות למושבת ירח ו / או מאדים.
התכנון וההנדסה שנכנסים למודול יביא בחשבון גם את סוג התנאים הקיימים בחלל, כמו קרינה סולארית וקוסמית וקצוות בטמפרטורה. מעבר לכך, המודול יחקור אילו סוגים של גידולים צומחים היטב במסלול. אמר יעקובלב:
“נושא חשוב נוסף הוא בחירת הגידולים החקלאיים ההכרחיים והמתאימים ביותר והגנתם מפני פתוגנים במיקרובריבייט. אנו מציעים סוגים שונים של חסה, כרישה, בזיליקום וגידולים אחרים לגידול במודול.“
שלושה ניסויי TPU אושרו לאחרונה להובלה ל- ISS ויושמו בהמשך השנה. הם כוללים התקן שמסוגל להדפיס חומרים מורכבים בתלת מימד, מעטפת לוויית לוויינים, וציפוי ננו-קומפוזיט רב שכבתי שיושם על מערכות הזקנים של ISS כדי להגן מפני פגיעות מיקרומטורואידיות (פרסווט). יישומם יחל מאוחר יותר השנה ובשנת 2021.
