Космические оранжереи - история, настоящее, будущее

[ОАЯ]

Вариант, когда "Прогресс" временно отводится от стыковочного узла МКС.
Извиняюсь за повтор!!!

[zandr]

Ресурс Прогресс МС в составе МКС (пристыкованный) - 180 суток (планируются работы по увеличению до 370-ти), в автономном полёте (не пристыкованный) - 12 суток (до 30(?))!

[ОАЯ]

zandr пишет:
Ресурс Прогресс МС в составе МКС (пристыкованный) - 180 суток (планируются работы по увеличению до 370-ти), в автономном полёте (не пристыкованный) - 12 суток (до 30(?))!

Если 12 суток - без внешнего электропитания, то его подавать через манипулятор. Если из-за навигации, то автономности нет. Если из-за общей трубопроводной системы, то здесь ничего не сделать. Увы.

[Дем]

Трубу тоже можно через манипулятор пустить.

[ОАЯ]

Дем пишет:
Трубу тоже можно через манипулятор пустить.

Это, наверное, сопоставимо по сложности с заменой грузовой части прогресса на специализированный модуль. Все равно начинку оранжереи надо заказывать у японцев, например. Если не хотим получить ведро с болтами и гайками.

[Дем]

Достаточно оплатить её изготовление только посл того как заработает.
А не заработает - всзыскать с изготовителей стоимость запуска.

[ОАЯ]

Тогда придется усложнять договор:
- проработает не больше недели - взыскать 100%
- проработает не больше трех недель - взыскать 80%
- проработает не больше шести недель - взыскать 50%
- проработает не больше трех месяцев - взыскать 30%

Все-таки интересно чем ограничена автономность "Прогресса"?

[Maks]

А почему вместо Прогресса не использовать сетку из углепластика? В нее упаковать мyсор и сбросить в атмосферу.А корпус Прогресса использовать для полезных целей - экспериментов, opaнжepeи. И когда начнут делать надувные корпyса в России? Или их будут закупать в США?

[Max Andriyahov]

Наверное, потому что нет таких экспериментов?

[Дем]

потому что пока увозить надо меньше чем привозят. так что влезает.
Скафандры просто так выкидывали.

[Maks]

Скафандр cтoит 1 000 000 $.

[Дем]

Да, но имеет ограниченный ресурс - после которого его надо менять на новый.
И ещё он достаточно габаритный - если запихнуть в Прогресс, мало ещё что впихнуть получится.

[Алихан Исмаилов]

,,Определение оптимальных параметров светодиодного освещения листовых овощных культур применительно
к витаминной космической оранжерее,,.
http://www.imbp.ru/webpages/win1251/Science/DisserSov/Konovalova2016/Konovalova-dis.pdf

Похоже готовиться эксперимент с самой большой оранжереей за всю историю.

[Алихан Исмаилов]

Оранжерея Витацикл-Т должна будет стоять на модуле МЛМ-У. Отправка запланирована на 2020-2021 г.
http://liber.rsuh.ru/sites/default/files/2017-06/NAUKA_04_300617.PDF
стр.24-26.

[Алихан Исмаилов]

Plants Going up on SpaceX CRS-13
http://astrobotany.com/2017/12/11/plants-going-up-on-spacex-crs-13/
На мой взгляд самым интересным экспериментом является проводимый лабораторией Gilroy Lab.

[zandr]

Хорошо, пусть и сюда, тоже:
http://tass.ru/obschestvo/5023441

Зачем московские инженеры выращивают в подвале космические водоросли

Руководитель проекта 435nm Александр Шаенко
© Михаил Джапаридзе/ТАСС

Спойлер

В глубине двора в центре Москвы есть неприметная дверь под покосившимся матерчатым навесом. Дверь ведет в подвал под полуразрушенным зданием, где открыта уютная столярная мастерская. Внутри пахнет древесиной, за стеклянными перегородками на чистом полу стоят станки. В углу мастерской обустроена комната для переговоров, где сидит, прильнув к ноутбуку, основатель и руководитель проекта 435nm Александр Шаенко.
О Шаенко и его команде заговорили в июле 2017 года, после того, как на ракете-носителе "Союз-2.1а", стартовавшей с Байконура, в космос был выведен спутник "Маяк", собранный студентами-энтузиастами буквально на коленке. Проект осуществлялся в рамках образовательной программы "Современная космонавтика" на базе Московского политехнического университета, а 2,5 миллиона рублей на постройку спутника были собраны методом краудфандинга.
Увы, "Маяк" быстро сошел с орбиты из-за неполадки, но еще до запуска спутника Шаенко собрал команду, чтобы приняться за новый проект. В московском подвале строят фотобиореактор — жизненно необходимый прибор для дальних космических полетов, который обеспечит путешественников кислородом, едой и чистым питьем.

[свернуть]

Зачем в космосе цветущая вода
"В длительных полетах нужно много воздуха, пищи и воды, а с Земли припасы не завезти. Поэтому если не перерабатывать, не запускать круговорот веществ, то груз на корабле будет неподъемным", — объясняет Шаенко. Как раз затем, чтобы решить эту проблему, и нужен фотобиореактор. Этот прибор представляет собой прозрачный сосуд с лампочками, насосом и датчиками, в котором растут одноклеточные водоросли. На вид конструкция напоминает громоздкий блендер, а устройством — гидропонику продвинутых садоводов: в воде растворены питательные вещества и созданы наилучшие условия для размножения водорослей, за состоянием среды следят всевозможные датчики.

Горбы на графике — пики поглощения света хлореллой в синей и красной частях спектра © Михаил Джапаридзе/ТАСС
Хотя в фотобиореакторе можно выращивать разные водоросли, для проекта 435nm выбрали хлореллу. Все ее знают: это из-за хлореллы цветет вода в озерах. В зеленой жиже трудно распознать спасительное средство, но у хлореллы много преимуществ. Подобно другим растениям, на свету она производит необходимый для дыхания кислород, а после обработки годится в пищу. Всего за полтора-два дня хлорелла вдвое прибавляет в массе, при этом она живучая и неприхотливая.
Правда, из-за этого ее просто так не поешь: плотная оболочка не растворяется в желудке и кишечнике человека. Зато хлореллой питаются рыбы, которых можно выращивать прямо на космическом корабле. А оболочки клеток можно разрушить вакуумом — питательные вещества выльются и в таком виде будут пригодны в пищу. "У хлореллы неприятный, точнее, специфический вкус — чем-то напоминает осоку", — уверяет Шаенко.
На что надеются инженеры

Спойлер

Конечно, было бы естественнее выращивать на корабле привычную космонавтам еду, например, помидоры. Вот только высшие растения вроде томатного куста непрактичны во время полета: они требуют много места и энергии, а их корни и стебли не участвуют в фотосинтезе и не производят кислород. Впрочем, по словам Шаенко, фотобиореакторы с высшими растениями все же существуют: их проектируют в красноярском Институте биофизики СО РАН совместно с китайским космическим агентством и в московском Институте медико-биологических проблем (ИМБП) в сотрудничестве с NASA.

[свернуть]

Специалисты из ИМБП помогают и команде 435nm. "Они этими вопросами занимаются 25 лет. А работы начались чуть ли не с начала космической эры, еще при Королеве", — рассказывает Шаенко. За эти годы в институте испытали разные водоросли: хлореллу, спирулину, клостериопсис и другие. В советское время их выращивали под шестью ксеноновыми лампами мощностью 6 КВт каждая — в 100 раз мощнее комнатных и тех, что стоят в фотобиореакторе команды Шаенко.
"Ксеноновые лампы классные, но требуют слишком много энергии. Они излучают очень яркий белый свет, а хлорелле это в принципе не нужно — она поглощает волны только из синей и красной частей спектра", — объясняет Шаенко. Поэтому фотобиореактор в московском подвале выглядит так, словно его построили для съемок "Бегущего по лезвию": внутри установлены маломощные цветные диоды.
Предпочтения хлореллы зашифрованы в названии проекта: Шаенко и его команда выяснили, что водоросль лучше всего поглощает световые волны длиной 435 нм. Свет этот синий, и в следующем реакторе не останется красных диодов. Мощность ламп повысят до 200–300 Вт, встроят дополнительные датчики и систему автоматической очистки, чтобы водоросли не скапливались в неудобных местах, а космонавтам не приходилось разбирать установку вручную. С таким прибором якобы можно будет лететь к другим планетам.
Только кто полетит и когда — неясно. "Насколько мне известно, Роскосмос такие проекты не ведет и денег не дает. Возможно, наш проект пригодится еще кому-то в России, возможно — за рубежом", — надеется Шаенко.
Почему фотобиореакторы нужны каждому
Но фотобиореакторы нужны и на Земле. Во-первых, с их помощью можно производить корм для скота: кишечник коровы справится с прочной оболочкой хлореллы. "Берешь дешевые удобрения, электричество и получаешь аминокислоты, которые в готовом виде стоят очень дорого", — объясняет Шаенко. А если хлореллу переработать, она годится как пищевая добавка для человека. Во-вторых, водоросли очищают сточные воды. Наконец, третья область применения — химическая переработка: из хлореллы можно получить биотопливо, смазки, огнестойкие материалы. "Если делать космические вещи с оглядкой на наземные технологии, возможно, шанс есть", — рассуждает Шаенко.
Без инвесторов и заказчиков, команда 435nm решила повторить опыт, который принес успех в проекте со спутником "Маяк" — собирает деньги краудфандингом. На сайте Boomstarter идет кампания, чтобы раздобыть 400 тыс. рублей.

Спойлер

"С "Маяком" была простая идея. Кому-то интересна космонавтика — пусть эти люди не только смотрят лекции, а делают что-то своими силами. Хотелось не просто обсуждать, а придумать что-то такое, что можно осуществить на практике", — вспоминает Шаенко.
Та же идея — простые энтузиасты тянут человечество к другим планетам — лежит и в основе фотобиореактора. Полетят ли водоросли из московского двора к Марсу, неизвестно. Но важно другое — после короткой эйфории 1960-х годов космос давно не будоражил воображение, а светящийся блендер в подвале, как и кабриолет Tesla с манекеном в скафандре, возвращает людям мечту о далеких мирах.

[свернуть]

[Алихан Исмаилов]

Вместе с картошкой на Луну отправят ростки резуховидки, которая должна стать первым растением, которое зацветет на спутнике Земли.

https://visitchina.ru/news/nauka_i_tekhnika/26416/

Я сейчас сдохну от зависти :evil:  Даже БИОС-4 не сделали.

[zandr]

https://iz.ru/737654/anastasiia-sinitckaia/na-mks-vyrastiat-zelen-v-tcilindricheskikh-griadkakh

На МКС вырастят зелень в цилиндрических грядках
Анастасия Синицкая
 Ученые из Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН разработали новую конструкцию космической оранжереи. В ней растения расположены необычным образом. Цилиндрическая посадочная поверхность позволяет вдвое уменьшить занимаемую зеленью площадь, обеспечивает ей улучшенное освещение и быстрый рост.
Как рассказал «Известиям» сотрудник ИМБП доктор технических наук Юлий Беркович, новая модификация оранжереи будет экономить энергию на ее освещение и повысит урожайность зелени. Оборудование будет установлено в российском сегменте Международной космической станции (МКС). Изготовление полетных образцов для многоцелевого лабораторного модуля МКС запланировано на 2019 год.
— Сегодня мы уже думаем о том, как сэкономить бортовые ресурсы для будущих больших оранжерей, — рассказал Юлий Беркович. — Мы будем выращивать растения не на плоской посадочной поверхности, а на выпуклой  цилиндрической. Их верхушки будут располагаться как на щетке — по радиусам. При этом по мере развития растений их верхушки раздвигаются, нижние листья меньше затеняются и световой поток хорошо проникает к посевам. Это увеличивает суммарный фотосинтез и конечный урожай.
Такая конструкция была положена в основу аппарата «Витацикл-Т». Он предназначен для непрерывного «конвейерного» выращивания салата, листовой капусты, репы, моркови и других небольших овощных растений. Будущая космическая оранжерея состоит из шести длинных модулей-секторов. Вместе они образуют внешнюю поверхность цилиндра — как доски в деревянной бочке. Пять из этих модулей снаружи закрыты светильниками, к шестому доступ открыт.
У листовой капусты или салата период созревания — от семян до готового растения — длится около 24 дней. Соответственно при выращивании этих культур семена помещают в первый модуль и оставляют на четыре дня до появления всходов. Далее цилиндр поворачивают вокруг оси на 60 градусов и высаживают семена во второй модуль. Еще через четыре дня вновь поворачивают систему, засевают третий и т.д. Через 24 дня перед люком оранжереи снова окажется первый модуль — но уже с готовым урожаем. Созревшую зелень срезают для питания космонавтов, а на освободившееся место помещают новые семена. И «конвейер» продолжает работу.
Таким образом возможно получать около 250 г свежего салата через каждые четыре дня. Продолжать этот процесс можно долго при условии минеральной подкормки растений и периодического удаления корней.
В наземных опытах в оранжерее были получены хорошие урожаи овощей в малом объеме при уменьшенных затратах электроэнергии. Контейнер с единым местом посадки и сбора урожая позволяет снижать трудозатраты на обслуживание системы — в будущем эти операции можно будет поручить роботам.
 Результаты эксперимента планируют использовать для создания бортовой космической оранжереи на МКС. А в дальнейшем — и для жизнеобеспечения экипажей межпланетных космических кораблей и станций.
Профессор Института биофизики Сибирского отделения РАН Александр Тихомиров считает, что новая разработка представляет несомненный научный и практический интерес.
— Данная система очень перспективна применительно к космическим условиям эксплуатации, — отметил Александр Тихомиров.
Эксперт пояснил, что подобная оранжерея компактна за счет объемного расположения растений — в отличие от «классического» плоского варианта.
Ранее на орбите использовали плоские оранжереи. Система «Свет» была разработана россиянами совместно с болгарскими и американскими учеными и установлена на станции «Мир». Там она функционировала с 1990 по 2000 год. Для МКС в 2000-х годах совместно с американскими специалистами была создана автоматическая оранжерея «Лада». Ее усовершенствованную версию «Лада-2» должен был доставить к станции грузовой космический корабль «Прогресс МС-04». Но из-за аварии ракеты-носителя он не вышел на орбиту.

[ОАЯ]

Нет ли возможности, после прекращения постоянных экспедиций на МКС оставить ее на более высокой орбите как оранжерею? 
Понятно, что не для выращивания пальм и винограда. Только как микробиологический эксперимент в условиях, близких к арктическим. Из-за отсутствия электроснабжения как постоянного источника тепла. Минимум солнечной энергии только для передачи телеметрии, изображения, спектров...

[ОАЯ]

@page { margin: 2cm }       p { margin-bottom: 0.25cm; direction: ltr; color: #000000; line-height: 120%; orphans: 2; widows: 2 }       p.western { font-family: "Liberation Serif", "Times New Roman", serif; font-size: 12pt; so-language: ru-RU }       p.cjk { font-family: "WenQuanYi Micro Hei"; font-size: 12pt; so-language: zh-CN }       p.ctl { font-family: "Lohit Devanagari"; font-size: 12pt; so-language: hi-IN }    
Плюсы от МКС как долговременной оранжереии без посточнного экипажа после срока эксплуатации:
 
 
- близкорасположенная безопасная база-укрытие при аварии на лунной орбитальной станции. Если возникнет ситуация, при которой экипаж вынужден будет покидать лунную орбитальную станцию, то в пределах скоростей одного порядка будут доступны вполне комфортабельные условия биологической станции «МКС» (или в пределах нуля по Цельсию, или влажность близкой к 100%, т. е. или тундра, или тропическое болото).
 
 
- до определенного времени отличное место утилизации отходов с лунной орбитальной станции. Если сделать процесс разгрузки транспортного корабля автоматическим, то посещение человека как уборщика может и не потребоваться.
 
 
 - бесценный опыт наблюдений за замкнутым биологическим циклом (с небольшими внешними поправками) для планирования долговременного полета человека на Марс.
 
 
 - для России более тесное сотрудничество в проекте изучения Луны пилотируемыми кораблями, т. к. российский сегмент останется в ведении России.
 
 
- место для тестовых модернизаций крупногабаритных и массивных конструкций в космосе.