Перспективы применения космических оранжерей в комплексе систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях лунной орбитальной станции, лунной базы и межпланетных транспортных кораблей

Перспективы применения космических оранжерей в комплексе систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях лунной орбитальной станции, лунной базы и межпланетных транспортных кораблей

Автор: Беркович Юлий Александрович, Смолянина Светлана Олеговна, Железняков Александр Григорьевич, Гузенберг Аркадий Самуилович

Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia

Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Статья в выпуске: 2 (25), 2019 года.

Бесплатный доступ

В комплекс регенерационных систем жизнеобеспечения экипажей пилотируемых долговременных космических объектов планируется вводить оранжереи для улучшения среды обитания. Космические оранжереи будут обеспечивать членов экипажа свежей зеленью с хорошо усвояемыми витаминами и пищевыми волокнами, а также оказывать психофизиологическую поддержку в условиях длительной космической экспедиции. В статье приводится аналитический обзор конструкций ряда созданных и создающихся отечественных и зарубежных оранжерей, способных работать в условиях космического полета. Приведены их основные конструкционные и эксплуатационные характеристики, проанализированы проблемы на пути разработки более производительных космических оранжерей. Обосновываются преимущества отечественной конвейерной космической оранжереи с цилиндрической посадочной поверхностью для непрерывного производства витаминной зелени и других овощей на борту пилотируемого космического аппарата. Отмечена необходимость создания отечественного наземного прототипа полноразмерной космической оранжереи для отработки технологии выращивания растений на орбитальных станциях, транспортных кораблях, на лунной и марсианской форпостных базах.

Еще

Регенерационные системы жизнеобеспечения, среда обитания, космическая оранжерея, цилиндрическая посадочная поверхность

Короткий адрес: https://sciup.org/143172132

IDR: 143172132   |   DOI: 10.33950/spacetech-2308-7625-2019-2-37-54

Список литературы Перспективы применения космических оранжерей в комплексе систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях лунной орбитальной станции, лунной базы и межпланетных транспортных кораблей

  • Дмитриенко И. Засиделись на Земле // Космическая деятельность стран мира. Информационный бюллетень. 2018. № 10. С. 4-13.
  • Роскосмос: Россия планирует построить базу на Луне в 2030-2035 гг. // Сообщение ТАСС, 5 апреля 2016 г. Режим доступа: http://tass.ru/kosmos/3178557 (дата обращения 30.05.2018 г.).
  • Jones H.W. Equivalent mass versus life cycle cost for life support technology selection // SAE technical paper. 2003-01-22082. 2003.
  • Jones H.W. Comparizon of bioregenerative and physical/chemical life support systems // ICES 2006-01-2082. 2006.
  • Czupalla M., Dirlich T., Bartsev S.I. An approach to LSS optimization based on equivalent system mass, system stability and mission success // SAE technical paper. 2007-01-3222. 2007.
  • Hanford A.J. BVARD: Advanced life support baseline values and assumptions document // NASA JSC-47804. 2004.
  • Jones H.W. Design and analysis of a flexible, reliable deep space life support system//AIAA 2012-3418. 2012. P. 1-27.
  • Bartsev S.I. Optimal design of biological life support systems: criteria and problems // Current Biotechnology. 2013. V. 2. P. 208-216.
  • Левинских М.А., Сычев В.Н., Сигналова О.Б., Дерендяева Т.А., Подольский И.Г., Масгрейв М.Е., Бингхейм Г.Е. Рост и развитие растений в ряду поколений в условиях космического полета в эксперименте «Оранжерея-3» // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2001. Т. 35(3). С. 43-48.
  • Левинских М.А., Сычев В.Н.,Гущин В.И., Кареткин А.Г., Сигналова О.Б., Дерендяева Т.А., Нефедова Е.Л., Поддубко С.В., Подольский И.Г., Михайлов Н.И. Оранжерея в составе системы жизнеобеспечения эксперимента со 105-суточной изоляцией: биологические, технологические и психологические аспекты // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2010. Т. 44(4). С. 57-61.
  • Гущин В.И., Швед Д.М., Левинских М.А., Виноходова А.Г., Сигналова О.Б., Смолеевский А.Е. Экопсихологические исследования в условиях 520-суточной изоляции // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014. Т. 48(3). С. 25-29.
  • Berkovich Yu.A., Krivobok N.M., Sinyak Yu.Ye., Smolyanina S.O., Grigoriev Yu.I., Romanov S.Yu., Guissenberg A.S. Developing a vitamin greenhouse for the life support system of the International space station and for future interplanetary missions // Advances in Space Research. 2004. № 34. P. 1552-1557.
  • Романов С.Ю., Железняков А.Г., Телегин А.А., Гузенберг А.С., Андрейчук П.О., Протасов Н.Н., Беркович Ю.А. Системы жизнеобеспечения экипажей длительных межпланетных экспедиций // Известия РАН. Энергетика. 2007. № 3. С. 57-74.
  • Berkovich Yu.A., Smolianina S.O., Krivobok N.M., Erokhin A.N., Agureev N.A., Shanturin N.A. Vegetable production facility as a part of a closed life support system in a Russian Martian space flight scenario // Advances in Space Research. 2009. № 44. P. 170-176.
  • Massa G.D., Newsham G, Hummerick M.E., Caro J.L., Stutte G.W., Morrow R.C., Wheeler R.M. Preliminary species and media selection for the Veggie space hardware // Gravitational and Space Research. 2013. № 1. P. 95-106.
  • Massa G.E., Dufour N.F., Carver J.A., Hummerick M.E., Wheeler R.M., Morrow R.C., Smith T.M. VEG-01: Veggie hardware validation testing on the International Space Station // Open Agriculture. 2017. № 2. P. 33-41.
  • Berkovich Yu.A., Derendyaeva T.A., Ivanova I.E., Mashinskiy A.L., Meleshko G.I., Ivanova T.N. Preliminary results at the first stage of the SVET space greenhouse exploitation in space flight // Proceedings of the 2-nd micro-symposium SVET-90 on Biotechnology and life supports of the space biology working group, Bulgarian Academy of sciences, 1991. P. 25-36.
  • А. с. 1598926 СССР Вегетационный сосуд для растений. Беркович Ю.А., Симонов В.М., Шайдоров Ю.И., Иванова Т.Н., Стругов О.М., Костов П.П., Кынчев Н.А.; № 4455407/30-15: заявление от 08.07.1988 г.; опубликовано 15.10.1990 г. // Бюллетень № 38. 5 с.
  • А. с. 1424774 СССР. Вегетационный сосуд для растений. Беркович Ю.А., Симонов В.М., Шайдоров Ю.И., Иванова Т.Н., Стругов О.М., Костов П.П., Кынчев Н.А.; № 4174301/30-15: заявление от 26.12.1986 г.; опубликовано 23.09.1988 г. // Бюллетень № 35. 4 с.
  • Morrow R.C., Wetzel J.P., Richter R.C., Crabb T.M. Evolution of space-based plant growth technologies for hybrid life support systems // ICES. 2017-301. 2017. P. 1-9.
  • Massa G.D., Wheeler R.M., Morrow R.C. Levine H.G. Growth chambers on the International Space Station for large plants // Acta Hortic. 2016. v. 1134. P. 215-222.
  • Nakamura T., Monje O., Bugbee B. Solar food production and life support in space exploration // AIAA 2013-5399. 2013. P. 1-9.
  • Kliss M., MacElroy R.D. Salad Machine: a vegetable production unit for long duration space missions // ICES. 901280. 1990.
  • Kliss M, Heyenga G., Hoehn A., Stodieck L. Toward development of a «Salad-Machine»//ICES. 2000-01-2476. 2000.
  • Zabel P., Bamsey M, Schubert D., Tajmar M. Review and analysis of over 40 years of space plant growth systems // Life Sciences in Space Research. 2016. v. 10. P. 1-16.
  • Farges L., Poughon C., Creuly J.-F., Cornet C.-G., Dussap C., Lasseur. Dynamic aspects and controllability of the MELiSSA project: a bioregenerative system to provide life support in space // Appl. Biochem. Biotechnol. 2008. v. 151. P. 686-699.
  • Maiwald v., Quantius D., Schubert D., Zabel P., Zeidler C., vrakking v. Glance into the future: research steps on a path to a continuous human presence on Moon, Mars and beyond // Acta Futura. 2016. v. 10. P. 45-59.
  • Zeidler C., vrakking v, Bamsey M., Poulet L., Zabel P., Schubert D., Paille C., Mazzoleny E., Domurath N. Greenhouse module for space system: a lunar greenhouse design // Open Agriculture. 2017. № 2. P. 116-132.
  • Shen Yu., Guo S., Zhao P., Wang L., Wang X., Li J., Bian Q. Research on lettuce growth technology onboard Chinese Tiangong II Spacelab // Acta Astronautica. 2018. v. 144. P. 97-102.
  • Fu Yu.A, Liu H., Shao L., Wanga M., Berkovich Yu A., Erokhin A.N. A high-performance ground-based prototype of horn-type sequential vegetable production facility for life support system in space // Advances in Space Research. 2013. № 52. P. 97-104.
  • Guo S., Dong W., Ai W, Feng H, Tang Y, Huang Z., Shen Y, Ren J., Qin L., Zeng G., Zhang L., Zhu J., Fei J., Xu G. Research on regulating technique of material flow for 2-person and 30-day integrated CELSS test // Acta Astronautica. 2014. v. 100. P. 140-146.
  • Liu H. Bioregenerative life support experiments in Chinese Lunar Palace 1: results and future plans // I AC-15, A1,7,8,x30373. 2015. Режим доступа: https://iafastro.directory/iac/archive/browse/ IAC-15/A1/7/30373/ (дата обращения 26.05.2018 г.).
  • Fu Yu., Li L., Xie B., Dong C., Wang M., Jia B., Shao L., Dong Y, Deng S., Liu Hui, Liu G., Liu B., Hu D., Liu Hong. How to establish a bioregenerative life support system for long-term crewed missions to the Moon or Mars // Astrobiology. 2016. v. 16(12). P. 925-936.
  • Nechitailo G.S., Mashinsky A.L. Space biology. Studies at orbital stations // Moscow, Mir publ., 1993. 503 p.
  • Беркович Ю.А., Кривобок Н.М., Смолянина С.О., Ерохин А.Н. Космические оранжереи: настоящее и будущее. М.: Слово, 2005. 368 с.
  • Космическая биология и медицина. Медико-биологические эксперименты на ОС «Мир» // Под ред. Григорьева А.И. 2002. Т. 2(6). С. 319-343.
  • Bingham G.E., Shane Topham T., Mulholland J.M., Podolsky I.G. Lada: the ISS plant substrate microgravity testbed // SAE Technical paper. 2002-01-2388. 2002.
  • Беркович Ю.А., Корбут В.Л., Павловский В.И. Оранжереи с криволинейной посадочной поверхностью // Космическая и авиакосмическая медицина. 1985. № 6. С. 77-80.
  • Беркович Ю.А., Кривобок Н.М., Синяк Ю.Е., Смолянина С.О., Григорьев Ю.И., Романов С.Ю., Гузенберг А.С. Проблема создания салатной оранжереи для международной космической станции и последующих межпланетных полетов // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2002. Т. 36(5). С. 8-12.
  • Беркович Ю.А., Кривобок А.С., Кривобок Н.М., Смолянина С.О. Перспективный метод организации минерального питания растений применительно к условиям микрогравитации // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014. Т. 48(3). С. 56-62.
  • Коновалова И.О., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Смолянина С.О., Яковлева О.С., Знаменский А.И., Тараканов И.Г., Радченко С.Г., Лапач С.Н. Обоснование оптимальных режимов освещения растений для космической оранжереи «Витацикл-Т» // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016. Т. 50(4). С. 28-36.
  • Berkovich Yu.A., Smolyanina S.O., Krivobok N.M., Erokhin A.N., Agureev A.N., Shanturin N.A. Vegetable production facility as a part of a closed life support system in a Russian Martian space flight scenario // Advances in Space Research. 2009. V. 44(2). P. 170-176.
  • Левинских М.А., Сигналова О.Б., Дерендяева Т. А., Ливанская О.Г., Нефедова Е.Л., Сычев В.Н., Подольский И.Г. Разработка технологии выращивания и выбор овощных листовых культур для космических оранжерей // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2001. Т. 35(1). С. 61-67.
  • Кривобок А.С. Повышение ресурса почвозаменителей для оранжереи в составе системы жизнеобеспечения космических экипажей. Автореферат дисс.. канд. биол. наук. Москва, 2013. 22 с.
  • Ilyin V.K., Korshunov D.V., Chuvilskaya N.G., Doronina N.V., Mardanov R.G., Moukhamedieva L.N., Novikova N.D., Starkova L.V., Deshevaya E.A. Microbial purification of waste biodegradation liquid products // Ecological engineering and environment protection. 2008. № 1. P. 48-56.
  • Manukovsky N.S., Kovalev V.S., Rygalov V.Y., Zolotukhin I.G. Waste bioregeneration in life support CES: development of soil organic substrate // Advances in Space Research. 1997. V. 20(10). P. 1827-1832.
  • Величко В.В., Ушакова С.А., Тихомиров А.А. Ионообменный субстрат как источник мобильных форм азота при конвейерном методе выращивания овощных растений на почвоподобном субстрате // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014. Т. 48(4). С. 57-62.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp