Se l'umanità diventerà una specie di riserva e interplanetaria, una delle cose più importanti sarà la capacità degli astronauti di vedere i propri bisogni in modo indipendente. Affidarsi a spedizioni regolari di forniture dalla Terra non è solo inelegante; è anche poco pratico e molto costoso. Per questo motivo, gli scienziati stanno lavorando per creare tecnologie che consentano agli astronauti di provvedere al proprio cibo, acqua e aria respirabile.
A tal fine, un team di ricercatori dell'Università politecnica di Tomsk nella Russia centrale - insieme a scienziati di altre università e istituti di ricerca della regione - ha recentemente sviluppato un prototipo per una serra orbitale. Conosciuto come Orbital Biological Automatic Module, questo dispositivo consente alle piante di essere coltivate e coltivate nello spazio e potrebbe dirigersi verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nei prossimi anni.
Dall'inizio dell'era spaziale, sono stati condotti numerosi esperimenti che hanno dimostrato come le piante possono essere coltivate in condizioni di microgravità. Tuttavia, questi studi sono stati condotti utilizzando serre situate negli scomparti abitativi delle stazioni orbitali e hanno comportato notevoli limitazioni in termini di tecnologia e spazio.
Per questo motivo, un gruppo di ricerca di TPU ha iniziato a lavorare per ridimensionare e migliorare le tecnologie necessarie per coltivare importanti colture agricole. Il team del progetto comprende ulteriori ricercatori dell'Università di Stato di Tomsk (TSU), dell'Università di Stato di sistemi di controllo e radioelettronica (TUSUR), l'Istituto di chimica del petrolio e l'Istituto di ricerca siberiano di agricoltura e torba.
Come ha spiegato Aleksei Yakovlev, capo della School of Advanced Manufacturing Technologies di TPU, in un comunicato stampa TPU:
“Attualmente stiamo preparando un'applicazione per l'esperimento e stiamo lavorando alla progettazione preliminare e alle soluzioni tecniche. Nel 2020, dovremmo completare la domanda e inviarla. Quindi, un consiglio di coordinamento valuterà la sua rilevanza e importanza. Ci vuole un anno e mezzo dalla domanda all'inizio dell'esperimento, quindi prevediamo di aderire a un programma a lungo termine e ricevere finanziamenti nel 2021. "
Il progetto serra intelligente includerà le tecnologie sviluppate presso TPU, che include l'illuminazione intelligente che accelererà la crescita delle piante, l'idroponica specializzata, l'irrigazione automatizzata e le soluzioni di raccolta. Attualmente, TPU sta costruendo un nuovo terreno di prova in modo che possano espandere la produzione sulla serra intelligente.
"A Tomsk, condurremo studi interdisciplinari e risolveremo problemi applicati nel campo dell'agrobofotonica", ha affermato Yakovlev. "Allo stesso tempo, il team di ricerca comprende scienziati di Tomsk, Mosca, Vladivostok e partner internazionali dei Paesi Bassi specializzati in complessi climatici, incluso uno dell'Università di Wageningen."
Alla fine, Yakovlev e i suoi colleghi immaginano un modulo autonomo in grado di fornire cibo per gli astronauti e potenzialmente persino di attraccare con la ISS. Hanno anche indicato che il modulo conterrebbe un'area di coltivazione di 30 m² (~ 320 ft²) e che sarebbe di forma cilindrica. Come indicato da Yakolev, ciò consentirebbe di far girare il modulo per simulare diverse condizioni di gravità:
“L'indice di gravità sarà impostato dalla velocità di rotazione del modulo attorno al suo asse. Prevediamo inoltre che il modulo sarà realizzato in materiale flessibile per compattare l'assemblaggio e il disimballaggio automatico dell'orbita. "
Questi includono le condizioni di gravità presenti sulla Luna e su Marte, che sperimentano l'equivalente di circa il 16,5% e il 38% di gravità terrestre (0,1654 g e 0.3794 g), rispettivamente. Al momento, non è noto come le piante possano crescere su entrambi i corpi e la ricerca in tal senso è ancora agli inizi. Pertanto, le informazioni fornite da questo modulo potrebbero rivelarsi molto utili se e quando verranno realizzati i piani per una colonia lunare e / o marziana.
La progettazione e l'ingegneria che entrano nel modulo terranno conto anche dei tipi di condizioni presenti nello spazio, come radiazione solare e cosmica e temperature estreme. Oltre a ciò, il modulo esaminerà quali tipi di colture crescono bene in orbita. Detto Yakovlev:
“Un'altra questione importante è la selezione delle colture agricole necessarie e più adatte e la loro protezione contro i patogeni nella microgravità. Offriamo vari tipi di lattuga, porri, basilico e altre colture per la coltivazione nel modulo.“
Tre esperimenti TPU sono stati recentemente approvati per il trasporto verso la ISS e saranno implementati entro la fine dell'anno. Includono un dispositivo in grado di stampare materiali compositi in 3D, alloggiamenti per uno sciame di satelliti e un rivestimento multistrato di nanocompositi che verrà applicato agli oblò ISS per proteggere dagli impatti dei micrometeoroidi (Peresvet). La loro attuazione inizierà entro la fine dell'anno e nel 2021.
