Hydrauliczne systemy niezbędne do nawadniania roślin w przestrzeni kosmicznej.
NASA demonstruje nowe technologie cieczy w mikrograwitacji, aby umożliwić zaawansowane metody nawadniania roślin "bez ruchomych części" na pokładzie statków kosmicznych.<br /> Produkcja roślin w mikrograwitacji będzie ważna, aby zapewnić kompleksowe odżywianie, różnorodność diety oraz korzyści psychologiczne dla astronautów eksplorujących głęboki kosmos. Niestety, nawet najprostsze metody nawadniania roślin na Ziemi napotykają znaczne wyzwania, gdy są stosowane na pokładzie statków kosmicznych z powodu nieprzewidywalnych pęcherzyków, gazów wchłoniętych, ejected kropelek oraz myriad nie stabilnych strumieni cieczy, cieków i konfiguracji interfejsów, które pojawiają się w środowiskach mikrograwitacyjnych.<br /> W stanie nieważkości w przestrzeni pęcherzyki nie unoszą się, a krople nie opadają, co skutkuje szeregiem niewyobrażalnych wyzwań w przepływie cieczy. Aby zmierzyć się z tak złożoną dynamiką, NASA zainicjowała szereg eksperymentów z zakresu zarządzania wodą roślin (PWM), aby przetestować hydroponikę kapilarną na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w 2021 roku. Seria eksperymentów trwa do dziś, otwierając drzwi nie tylko do wsparcia naszych astronautów w kosmosie z możliwością świeżych warzyw, ale także do rozwiązania wielu wyzwań w przestrzeni, takich jak zarządzanie paliwem w postaci cieczy, systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) oraz zbieranie moczu.<br /> Najnowszy sprzęt PWM (PWM-5 i -6) obejmuje trzy jednostki testowe, z których każda składa się z pompy o regulowanej prędkości, wiązki rur, różnych zaworów oraz strzykawek, a także jednego szeregowego lub dwóch równoległych kanałów hydroponicznych. To najnowsze zestawienie umożliwia testowanie szerszego zakresu parametrów ? np. przepływów gazów i cieczy, poziomów napełnienia, konfiguracji wejść/wyjść, nowych metod separacji bąbelków, przepływów szeregowych i równoległych oraz nowych typów, ilości i porządków korzeni roślin.<br /> Większość sprzętu PWM wysłanego na stację kosmiczną składa się z materiałów drukowanych w technologii 3D, zatwierdzonych do lotów. Załoga montuje różne konfiguracje systemu na stole roboczym w otwartej kabinie stacji, a następnie przeprowadza eksperymenty, w tym rutynową komunikację z zespołem badawczym PWM na ziemi. Wszystkie dane ilościowe są zbierane za pomocą jednej kamery wideo o wysokiej rozdzielczości.<br /> Sprzęt i procedury PWM są zaprojektowane do stopniowego testowania zdolności systemu do hydroponiki oraz przepływu ebb and flow, i wielokrotnego udowadniania uruchomienia, opróżniania, działania kanałów szeregowych/równoległych, pasywnego zarządzania bąbelkami, granic działania, stabilności podczas zakłóceń, uruchamiania, wyłączania, a także niezliczonych kroków czystego wprowadzenia roślin, nasycania, stabilnego przepływu i usuwania roślin.<br /> Ostatnie wyniki demonstracji technologii PWM-5 i -6 na pokładzie stacji kosmicznej znacznie posunęły technologię stosowaną do pasywnego nawadniania roślin w kosmosie. Te ilościowe demonstracje ustaliły procesy nawadniania hydroponicznego i ebb and flow jako funkcje poziomów napełnienia kanałów szeregowych i równoległych, różnych typów zaprojektowanych modeli korzeni roślin oraz przepływów pompy ? w tym jednofazowych przepływów cieczy i dwufazowych przepływów gaz-ciecz.<br /> Krytyczne elementy hydrauliki PWM pełnią rolę pasywnego oddzielania gaz-ciecz (tj. eliminacji pęcherzyków z cieczy i odwrotnie), co rutynowo ma miejsce na Ziemi z powodu efektów grawitacyjnych. Sprzęt PWM-5 i -6 w rzeczywistości zastępuje pasywną rolę grawitacji pasywnymi rolami napięcia powierzchniowego, zwilżania i geometrii systemu. Dzięki temu niezwykle niezawodne urządzenia hydrauliczne ?bez ruchomych części? działają na rzecz przywrócenia ulotnego poczucia góry i dołu w przestrzeni.<br /> Udane demonstracje PWM-5 i -6 oferują różnorodne gotowe do podłączenia rozwiązania do skutecznego nawadniania roślin w warunkach niskiej i zmiennej grawitacji, mimo trudnych właściwości zwilżających wodnych roztworów odżywczych stosowanych do nawadniania roślin. Choć różne modele korzeni są demonstrowane przez PWM-5 i -6, pozostałą niewiadomą jest rola, jaką rzeczywiście rosnące rośliny będą odgrywać w takich systemach. Nabycie takiej wiedzy może być jedynie kwestią czasu.
Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
