Si la humanidad se va a convertir en una especie sociable e interplanetaria, una de las cosas más importantes será la capacidad de los astronautas para atender sus necesidades de forma independiente. Confiar en los envíos regulares de suministros desde la Tierra no solo es poco elegante; También es poco práctico y muy costoso. Por esta razón, los científicos están trabajando para crear tecnologías que permitan a los astronautas proporcionar sus propios alimentos, agua y aire respirable.
Con este fin, un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk, en el centro de Rusia, junto con científicos de otras universidades e institutos de investigación de la región, desarrollaron recientemente un prototipo para un invernadero orbital. Conocido como el Módulo Automático Biológico Orbital, este dispositivo permite que las plantas crezcan y se cultiven en el espacio y podría dirigirse a la Estación Espacial Internacional (EEI) en los próximos años.
Desde el comienzo de la era espacial, se han llevado a cabo numerosos experimentos que demostraron cómo se pueden cultivar plantas en condiciones de microgravedad. Sin embargo, estos estudios se llevaron a cabo utilizando invernaderos ubicados en los compartimientos vivos de las estaciones orbitales e implicaron limitaciones significativas en términos de tecnología y espacio.
Por esta razón, un equipo de investigación de TPU comenzó a trabajar para escalar y mejorar las tecnologías necesarias para cultivar cultivos agrícolas importantes. El equipo del proyecto incluye investigadores adicionales de la Universidad Estatal de Tomsk (TSU), la Universidad Estatal de Sistemas de Control y Radioelectrónica (TUSUR) de Tomsk, el Instituto de Química del Petróleo y el Instituto de Investigación Siberiana de Agricultura y Turba.
Como Aleksei Yakovlev, director de TPU School of Advanced Manufacturing Technologies, explicó en un comunicado de prensa de TPU:
“Actualmente estamos preparando una aplicación para el experimento y trabajando en el diseño preliminar y las soluciones técnicas. En 2020, debemos completar la solicitud y enviarla. Luego, un consejo de coordinación evaluará su relevancia e importancia. Suele llevar un año y medio desde la solicitud hasta el inicio del experimento, por lo que esperamos unirnos a un programa a largo plazo y recibir fondos en 2021 ”.
El proyecto de invernadero inteligente incorporará tecnologías desarrolladas en TPU, que incluye iluminación inteligente que acelerará el crecimiento de las plantas, cultivos hidropónicos especializados, riego automatizado y soluciones de cosecha. En la actualidad, TPU está construyendo un nuevo campo de pruebas para que puedan expandir la producción en el invernadero inteligente.
"En Tomsk, realizaremos estudios interdisciplinarios y resolveremos problemas aplicados en el campo de la agrobiofotónica", dijo Yakovlev. "Al mismo tiempo, el equipo de investigación incluye científicos de Tomsk, Moscú, Vladivostok y socios internacionales de los Países Bajos que se especializan en complejos climáticos, incluido uno de la Universidad de Wageningen".
Al final, Yakovlev y sus colegas vislumbran un módulo autónomo que sería capaz de suministrar alimentos a los astronautas y potencialmente incluso atracar con la EEI. También indicaron que el módulo contendría un área de cultivo de 30 m² (~ 320 pies²) y que sería de forma cilíndrica. Como indicó Yakolev, esto permitiría girar el módulo para simular diferentes condiciones de gravedad:
“El índice de gravedad se establecerá por la velocidad de rotación del módulo alrededor de su eje. También esperamos que el módulo esté hecho de material flexible para ensamblaje compacto y desempaquetado orbital automático ”.
Estos incluyen las condiciones de gravedad que están presentes en la Luna y Marte, que experimentan el equivalente de aproximadamente 16.5% y 38% de gravedad terrestre (0.1654 sol y 0.3794 sol), respectivamente. En la actualidad, se desconoce qué tan bien pueden crecer las plantas en cualquier cuerpo y la investigación a tal efecto aún está en su infancia. Por lo tanto, la información proporcionada por este módulo podría resultar muy útil si se realizan planes para una colonia lunar y / o marciana.
El diseño y la ingeniería que se incluyen en el módulo también tendrán en cuenta los tipos de condiciones presentes en el espacio, como la radiación solar y cósmica y las temperaturas extremas. Más allá de eso, el módulo investigará qué tipos de cultivos crecen bien en órbita. Dijo Yakovlev:
“Otro tema importante es la selección de los cultivos agrícolas necesarios y más adecuados y su protección contra los patógenos en la microgravedad. Ofrecemos varios tipos de lechuga, puerros, albahaca y otros cultivos para el cultivo en el módulo.“
Recientemente se aprobaron tres experimentos de TPU para su transporte a la EEI y se implementarán más adelante este año. Incluyen un dispositivo capaz de imprimir materiales compuestos en 3D, carcasas para un enjambre de satélites y un recubrimiento multicapa de nanocompuestos que se aplicará a los ojos de buey de la EEI para proteger contra los impactos de los micrometeoroides (Peresvet) Su implementación comenzará más adelante este año y en 2021.
