Si l'humanité doit devenir une espèce de rechange et interplanétaire, l'une des choses les plus importantes sera la capacité des astronautes de subvenir à leurs besoins de manière indépendante. Compter sur des envois réguliers de fournitures de la Terre n'est pas seulement inélégant; c'est aussi peu pratique et très cher. Pour cette raison, les scientifiques travaillent à créer des technologies qui permettraient aux astronautes de se procurer leur propre nourriture, eau et air respirable.
À cette fin, une équipe de chercheurs de l'Université polytechnique de Tomsk, dans le centre de la Russie - ainsi que des scientifiques d'autres universités et instituts de recherche de la région - ont récemment développé un prototype de serre orbitale. Connu sous le nom de module automatique biologique orbital, cet appareil permet aux plantes d'être cultivées et cultivées dans l'espace et pourrait se diriger vers la Station spatiale internationale (ISS) dans les années à venir.
Depuis le début de l'ère spatiale, de nombreuses expériences ont été menées qui ont montré comment les plantes peuvent être cultivées dans des conditions de microgravité. Cependant, ces études ont été réalisées à l'aide de serres situées dans les compartiments vivants des stations orbitales et impliquaient des limitations importantes en termes de technologie et d'espace.
Pour cette raison, une équipe de recherche de TPU a commencé à travailler à l'échelle et à améliorer les technologies nécessaires pour cultiver des cultures agricoles importantes. L'équipe du projet comprend des chercheurs supplémentaires de l'Université d'État de Tomsk (TSU), de l'Université d'État de Tomsk des systèmes de contrôle et de radioélectronique (TUSUR), de l'Institut de chimie pétrolière et de l'Institut de recherche sibérien de l'agriculture et de la tourbe.
Comme Aleksei Yakovlev, directeur de la TPU School of Advanced Manufacturing Technologies, l'a expliqué dans un communiqué de presse TPU:
«Actuellement, nous préparons une demande pour l'expérience et travaillons sur la conception préliminaire et les solutions techniques. En 2020, nous devrions compléter la demande et la soumettre. Ensuite, un conseil de coordination évaluera sa pertinence et son importance. Cela prend généralement un an et demi entre le dépôt de la demande et le début de l'expérience. Nous prévoyons donc de rejoindre un programme à long terme et de recevoir un financement en 2021. »
Le projet de serre intelligente incorporera des technologies développées au TPU, qui incluent un éclairage intelligent qui accélérera la croissance des plantes, une culture hydroponique spécialisée, une irrigation automatisée et des solutions de récolte. À l'heure actuelle, TPU construit un nouveau terrain d'essai afin d'étendre la production à la serre intelligente.
«À Tomsk, nous mènerons des études interdisciplinaires et résoudrons des problèmes appliqués dans le domaine de l'agrobiophotonique», a déclaré Yakovlev. "Dans le même temps, l'équipe de recherche comprend des scientifiques de Tomsk, Moscou, Vladivostok et des partenaires internationaux des Pays-Bas spécialisés dans les complexes climatiques, dont un de l'Université de Wageningen."
En fin de compte, Yakovlev et ses collègues envisagent un module autonome qui serait capable de fournir de la nourriture aux astronautes et éventuellement même d'accoster avec l'ISS. Ils ont également indiqué que le module contiendrait une zone de culture mesurant 30 m² (~ 320 pi²) et qu'il serait de forme cylindrique. Comme l'a indiqué Yakolev, cela permettrait de faire tourner le module pour simuler différentes conditions de gravité:
«L'indice de gravité sera déterminé par la vitesse de rotation du module autour de son axe. Nous nous attendons également à ce que le module soit en matériau flexible pour un assemblage compact et un déballage orbital automatique. »
Il s'agit notamment des conditions de gravité qui sont présentes sur la Lune et Mars, qui connaissent l'équivalent d'environ 16,5% et 38% de la gravité terrestre (0,1654 g et 0,3779 g), respectivement. À l'heure actuelle, on ne sait pas dans quelle mesure les plantes peuvent pousser sur l'un ou l'autre corps et la recherche à cet effet est encore à ses balbutiements. Par conséquent, les informations fournies par ce module pourraient s'avérer très utiles si et quand des plans pour une colonie lunaire et / ou martienne sont réalisés.
La conception et l'ingénierie qui vont dans le module prendront également en compte les types de conditions qui sont présentes dans l'espace, comme le rayonnement solaire et cosmique et les températures extrêmes. Au-delà de cela, le module étudiera quels types de cultures poussent bien en orbite. Dit Yakovlev:
“Un autre problème important est la sélection des cultures agricoles nécessaires et les plus appropriées et leur protection contre les agents pathogènes en microgravité. Nous proposons différents types de laitue, poireaux, basilic et autres cultures à cultiver dans le module.“
Trois expériences TPU ont récemment été approuvées pour le transport vers l'ISS et seront mises en œuvre plus tard cette année. Ils comprennent un appareil capable d'imprimer en 3D des matériaux composites, des boîtiers pour un essaim de satellites et un revêtement nanocomposite multicouche qui sera appliqué aux hublots de l'ISS pour se protéger contre les impacts micrométéoroïdes (Peresvet). Leur mise en œuvre commencera plus tard cette année et en 2021.
