Miten Tilanviljely Toimii

{h1}

Avaruudenviljely on kasvien viljelyä avaruudessa. Opettele, miksi tilanviljely on tärkeää ja kuinka avaruustenkasvatus vaikuttaa maapallon elämään

Oletko koskaan miettinyt, mihin rakennamme asuntoja ja laajennamme lähialueita, kun käytämme yhä enemmän maapallon asumiskelpoista maata? Ehkä avaruus on seuraava lähiö? Mutta ennen kuin aloitamme lasten lähettämisen intergalaktiseen koulubussiin, meidän on selvitettävä uusia tapoja avata arkisia tehtäviä, kuten kasvaa ruokaa. Kansainväliset järjestöt pitävät aikaa ja voimavaroja kehittääkseen ihmisen elämää maan päällä. Osa avaruusohjelmien tavoitteista sisältää tulevan paluun ja lopullisen ratkaisun kuu, sekä odottavat miehitetyt matkat Mars.

Kansainvälinen avaruusasema (ISS) tarjoaa yhteistyöalustan, jolla tutkitaan kriittisiä haasteita ihmisten asettamisesta avaruudelle pitkään aikaan. Tutkijoiden on voitettava nämä haasteet ennen kuin pitkiä lentoja ja pysyviä elinympäristöjä avaruudessa voi tapahtua.

Astronautin kuvagalleria

Avaruudenviljely vaatii enemmän ymmärrystä, jos ihmisten on selviydyttävä avaruudessa ilman jatkuvaa yhteyttä maapallolta. Avaruustuotanto tarkoittaa yksinkertaisesti avaruudessa kasvavia kasveja. Ensi silmäyksellä tämä ei ehkä näytä liian hankalalta, mutta avaruuden ominaisominaisuudet ja kykymme matkustaa ja elää sen ympäristössä suuresti vaikeuttavat tilannetta.

Onneksi ISS: llä on koko joukko astronauteja (vihreä peukalo ei vaadita) eri puolilta maailmaa, joka on erikoistunut erilaisiin tieteellisiin ja teknisiin aloihin. Astronautit tekevät kokeita ja parantavat tietämystämme kasvien viljelystä avaruudessa sekä monissa muissa kriittisissä tiedealueilla. Maapallotut tutkijat ja tutkijat analysoivat tuloksia ja suorittavat omia kokeilujaan, ajattelevat uusia teorioita ja mahdollisia testattavia ratkaisuja.

Ennen kuin tarkastelemme edistymistä, jota asiantuntijat ovat tehneet avaruusmaataloudessa, hajaamme hieman syvemmälle esteisiin, joita he kohtaavat.

ISS: n historia

USA oli lähtenyt Reaganin hallinnon jälkeen avaruusaseman ajatuksesta. Vuonna 1993 Yhdysvallat ja Venäjä päättivät yhdistää avaruusaseman suunnitelmansa ja kutsua muita maita osallistumaan hankkeeseen. ISS: n ensimmäiset kiertoratavat osat liitettiin yhteen avaruudessa vuonna 1998, ja asema on kasvanut kappaletta myöhemmin. Resident astronautteja saapui vuonna 2000. Kaksi vuotta myöhemmin astronautit asennettu Lada, aseman seinään kiinnitetystä kasvihuoneesta, jota käytetään kokeissa ja tuoreen ruoan lähteenä. Toinen järjestely ISS: ssä, jota kutsutaan nimellä Euroopan modulaarinen viljelyjärjestelmä, käytetään kasvien tutkimiseen ja muiden kokeiden suorittamiseen.

Avaruuden maatalouden haasteet

Kasveja on kasvatettava erityisillä kasvukamareilla ISS: ssä. Astronautit suorittavat kokeita sekä kasveissa että kasvukamareissa, yrittäen oppia ja parantaa avaruusmatalouden prosessia.

Kasveja on kasvatettava erityisillä kasvukamareilla ISS: ssä. Astronautit suorittavat kokeita sekä kasveissa että kasvukamareissa, yrittäen oppia ja parantaa avaruusmatalouden prosessia.

Ymmärtääksemme avaruuden maatalouden haasteet, harkitsemme joitain elementtejä, jotka vaikuttavat kasvuston kasvuun avaruudessa.

Vähemmän painovoima

Nykyiset avaruusalan kokeilut tarkastelevat maatalouden eri osa-alueita vuonna 2003 mikropainovoimassa (termi kuvaamaan ympäristöä, jolla on vain vähän tai ei lainkaan painovoimaa). Nämä kokeet saattavat olla hyödyllisiä niissä tapauksissa, joissa maanviljely on kuun tai Marsin pinnalla, ja sillä on huomattavasti matalampi painovoima kuin maapallolla. Kasvit vievät niiden merkkejä painovoimasta kasvun näkökohtiin, kuten juurien ja varren suuntaukseen. Tutkijat analysoivat, voivatko kasvit kehittyä asianmukaisesti alhaisemmilla painopistealueilla ja mitä nämä tasot ovat.

Keinotekoinen valaistus

Useimmilla maapallolla on mahdolli- suuksia saada aikaan luonnollista auringonvaloa ja kasvaa kohti tätä valoa, mutta tutkijoiden on hukata avaruudessa kasvavat kasvit noudattamaan samaa käyttäytymistä. Kasvukammioiden valaistuksen valinta on tärkeä syy useista syistä. On tärkeää käyttää energiaa tehokkaasti avaruudessa, koska resurssit ovat rajalliset. Energiaa ei voida hukata lampuille, jotka eivät maksimoi niiden tuottoa. Lisäksi erilaiset valaistustyypit luovat erilaisia ​​lämpö- tasoja, ja ylimääräinen lämpö on jotain, jonka avaruusalus on poistettava (tutkijat suosivat paloja, jotka tuottavat vähän lämpöä). Lisäksi astronauteilla ei ole ylimääräistä tilaa varata varalamppuja avaruuteen, joten he tarvitsevat valonlähteen, jolla on pysyvä voima, kuten valodiodit (LEDit).

Vaihtelevat juuriomateriaalit

Vähän ilman painovoimaa voi vaikuttaa siihen, miten juurtumisen materiaalit toimivat. Erilaiset juurtumista aiheuttavat materiaalit ja maaperät ovat parempia kuin toiset veden ja ilman jakautumisen kannalta - molemmat ovat avainasemassa onnistuneen kasvien kasvulle. Avaruudessa rakeiset maaperät voivat aiheuttaa veden hajoitusta ja hienot maaperät voivat estää ilmavirtauksen [lähde: Franzen]. Tutkijat kokeilevat monia mahdollisuuksia, kuten savipartikkeleita, hydroponiaa ja materiaalia kuten turvemajaa.

epäpuhtaudet

Kasvit kasvavat käyttämällä avaruusaluksen ilmaa, kosteutta ja mikroravintoa - olosuhteet, jotka eroavat maapallon maista. Tutkijat tutkivat, vaikuttavatko avaruudessa olevat epäpuhtaudet ja vaaralliset organismit niihin avaruuskasvatettuihin kasveihin, mikä tekee niistä ihmisillä liikaa. Muutokset niiden geneettisissä koodeissa voivat olla haitallisia muilla tavoin. On mahdollista, että jos astronautit tuovat kasvit takaisin ja sekoittavat heidät maapallolla kasvaneiden kanssa, saatamme päätyä kudzun avaruusversioon. Kudzu (Pueraria montana) on invasiivinen kasvien lajike, joka tuodaan Yhdysvaltoihin Japanista 1800-luvun lopulla.

Rajoitettu käytettävissä oleva tila

Avaruusalusten rajatut neljänneserot ovat hyvin erilaisia ​​kuin maapallon massiiviset, liikkuvat maatilat.Tutkijoiden on kehitettävä tehokas, virtaviivaistettu laite, joka voi pitää kasvustoja kasvaessaan rajoitetusti. Kasvinviljelytuotteiden on oltava automaattisia (tai ainakin niillä kykyjä) ja kyettävä säätelemään kastelua, kosteutta, valaistusta, ilmankiertoa ja ravintoaineiden jakelua. Nämä kasvavat koneet tarvitsevat myös integroituneena elatustukijärjestelmään hiilidioksidin ja hapen vaihtamiseksi onnistuneesti.

Joten milloin astronautit voivat käydä avaruuden ensimmäisessä salaattikentässä? Saatat olla vielä jonkin aikaa, kun tutkijat pyrkivät ymmärtämään ja voittamaan avaruusmaatalouden esteet. Lue seuraava sivu oppiakseen heidän tutkimustyöstään ja siitä, miksi hyönteiset saattavat tulla tulevaisuuden avaruudeksi.

Avaruustutkimus

Kansainvälinen avaruusasema ajautuu Miamian.

Kansainvälinen avaruusasema ajautuu Miamian.

Avaruustutkimus keskittyy yleensä kasveihin, joilla on korkea syötävät osat ja voivat kukoistaa pienissä tiloissa. Tutkijat ovat alkaneet kasvattaa erilaisia ​​avaruuteen kuuluvia kasveja, kuten thale-kalkkia, linssejä, vehnää, lehtivihanneksia, kenttä sinapin kasveja ja soijapapuja.

Ja näiden kasvien kanssa tutkijat määrittelevät, kuinka tulevaisuudessa avaruusalan toiminta toimii. Kasvit tarvitsevat vielä kaikki perusteet, joita he saavat maapallolla - vesi, hiilidioksidi ja ravintoaineet. Vaikka kasvit voivat elää pienellä painovoimalla, on parasta, että niillä on ainakin pieni määrä estää kasvuongelmia. Keinotekoinen painovoima, joka on valmistettu mekaanisella sentrifugilla, auttaa ratkaisemaan tämän ongelman. Kokeita, jotka säätelevät keinotekoisen painovoiman määrää ja kestoa, auttavat tutkijoita määrittämään, kuinka paljon painovoima vaikuttaa juurikanavan suuntaan. Onneksi molemmilla kuolla ja Marsilla on jonkinasteinen painovoima, joka auttaa kasvien elämän ylläpitämisessä näissä taivaallisissa elimissä.

Tähän mennessä tutkimustulokset ovat olleet sekaisin. Joissakin tapauksissa ISS: stä viljellyt ja palatut kasvit ja siemenet peilivät maapohjaista vertailuryhmää. Muissa kokeissa ne olivat samanlaisia, mutta hieman pitempiä tai suurempia. Vielä testeissä tutkijat havaitsivat merkittäviä eroja mikrogravityyppisissä kasveissa ja tavanomaisissa painovoimissa.

Esimerkiksi NASA: n biomassatuotantojärjestelmän (BPS) tutkimuksista saadut tulokset osoittivat, että samalla kun kasveja kasvoi samaan tapaan, ISS: llä kasvatetut kypsymättömät siemenet kehittivät vaihtelevinopeuksin. Kontrolliryhmän siementen kehitysnopeudet olivat kaikki samoja. Elementit kuten siemenproteiini ja liukoiset hiilihydraatit ISS-taimissa olivat eri tasoilla kuin maaperän kontrolliryhmän. Tutkijat huomauttivat, että tämä saattaa muuttaa avaruudessa kasvaneen ruoan makua.

On kuitenkin tärkeää huomata, että sekoitetut tulokset voidaan selittää erilaisten kokeiden, erilaisten kasvavien laitteiden ja erilaisten valvontatekijöiden (kuten lämpötilan, valon ja kosteuden) erilaisuuden vuoksi ja se, että kasveja voi olla vain vaikea kasvaa.

Nyt kun olemme tarkastelleet avaruusalan tutkimustyön kokeiluja, katsotaanpa lähemmäksi, miksi tämä tutkimus on niin tärkeä tulevaisuuden avaruustutkimukselle.

Yksi jättiläishäiriö hevosenkengille

Riippumatta siitä, onko heillä siipiä, jotkut hyönteiset saavat mahdollisuuden lentää, jos heidät valitaan avaruuteen ja tulevat osaksi avaruusalan tutkimusta. Vaikka monet kasvinosat ovat ihmisravinnoksi kelpaamattomia, ne tekevät herkullisen aterian hyönteisille. Hyönteiset voivat muuttaa suuren osan tästä syötävästä aineesta jotain hyödyllisemmäksi, kuten lannoitteeksi.

Nämä vikoja tarjoavat myös erinomaisen ravintoaineen lähteen ihmisille tai eläimille avaruudessa. Heinäsirkka saattaa olla tervetullut, jos ei rapea, muutos astronauteille, jotka ovat kuivuneissa aterioissa. Ja jotkut hyönteiset voisivat saada lisäetuja pitkäaikaisista avaruusmatkaajista. Esimerkiksi silkkiäistoukkien tuottama silkki voidaan kutoa köyteen ja vaatteisiin.

Avaruuden maatalouden vaikutus

Astronautit C. Michael Foale (vas.) Ja Alexander Kaleri, osa Expedition 8 -miehistöä ISS: ssä, aiheuttavat Lada-kasvihuoneen vieressä.

Astronautit C. Michael Foale (vas.) Ja Alexander Kaleri, osa Expedition 8 -miehistöä ISS: ssä, aiheuttavat Lada-kasvihuoneen vieressä.

Vaikka suuri osa NASAn ja muiden avaruusjärjestöjen tekemästä tutkimuksesta on tärkeä avaruusohjelmille, avaruustalouden vaikutuksella on monia maapallon todellisia sovelluksia.

Tärkein hyöty ja tavoite oppia tilan avaruuteen on mahdollistaa pitkän aikavälin avaruustutkimus - on kriittistä, että astronauteilla on uusiutuva ruoanlähde. Kuvittele menossa lomalle vuodeksi ja pakattava kaikki ateriat, jotka olet suunnitellut syö - autosi olisi täynnä elintarvikkeita.

Kasvit voivat auttaa elämäntapaan myös muilla tavoin. Niitä voidaan käyttää veden puhdistamiseen ja hiilidioksidin kierrättämiseen happea. Jos kasvatetaan riittävän suuressa mittakaavassa, kasvit voisivat vaikuttaa suuresti siihen, miten avaruusaluksia ja pesäkkeitä suunnitellaan.

Täällä maan päällä avaruuden maatalouden vaikutus laajentaa maataloutemme tietämystä. Tutkijat toivovat voivansa siirtää mitä he oppivat kasvattamaan ruokaa epämiellyttävällä avaruustilalla yhtä haastaviin ja vihamielisiin ilmastoihin maan päällä. He keräävät yksityiskohtaisia ​​tietoja siitä, miten kasvit kasvavat ja toivovat, että nämä tiedot auttavat, kun maa muuttuu vähäisemmäksi ja vähemmän hedelmälliseksi. Tavoitteina ovat korkealaatuisemmat viljelykasvit, korkeammat viljelyn tuotokset ja entistä paremmin valvotut maatalousjärjestelmät ja kasvihuoneet.

Avaruusmaatalous on johtanut siihen, että maapallolla on jotain muuta yllättävää ja hyödyllistä sovellusta. Yksi on nimeltään erityinen laite Bio-KES joka muuntaa eteenin hiilidioksidiksi ja vedeksi käyttäen ultraviolettivaloa. Eteeni aiheuttaa kasvien kypsymisen ja lopulta pilaantumisen. Elintarvikkeiden säilytysyksiköissä ja näyttölaitteissa käytetty Bio-KES -laite voi auttaa lisäämään tuotteiden, kukkien ja muiden pilaantuvien esineiden säilyvyyttä. Ultraviolettivalolla on muitakin sovelluksia sen lisäksi, että se vähentää mädäntyneen ruoan määrää, jota meidän on hävitettävä.Sitä voidaan myös käyttää tappamaan taudinaiheuttajia kuten pernaruttoa, auttaa haavat parantamaan nopeammin ja parantamaan joidenkin syöpäkäsittelyjen tehokkuutta.

Toinen alue, jolla voi olla odottamattomia seurauksia, kuuluu kasvien soluseinien tutkimiseen. Avaruustutkimuksen avulla tiedemiehet voivat selvittää, kuinka hallita ja säätää, kuinka voimakas kasvi kasvaa. Jotkut kasvit saattavat hyötyä tästä tutkimuksesta paremman sään kestävyyden suhteen. Lisäksi puut, joilla on vähemmän kestävät soluseinät, kasvaisivat nopeammin ja olisi helpompaa ja halvempaa käsitellä paperia. Nämä geneettisesti muunnetut puut saattavat auttaa hidasta metsäkadosta luomalla luotettavia ja nopeasti kasvavia resursseja paperinvalmistukseen.

Lopulta kasvit näyttävät parantavan psyykeä. Aivan kuten puutarhanhoito ja parkkipaikka voivat laittaa sinut hyvään tunnelmaan täällä maan päällä, samoin kuin meidän ISS: ssä oleville avaruudellisille vastapuolillemme. Kasvit ja rehevä ympäristö voivat sekä herättää aisteja että tuottaa rauhoittavaa vaikutusta. Esimerkiksi astronautit käyttivät kasveja terapeuttisina laitteina, kun kollegat olivat kadonneet Columbia-katastrofiin [lähde: Quinn]. Tutkijat aikovat tutkia kasvien psykologista vaikutusta seuraamalla ajanjaksoa, jonka jokainen astronautti viettää puutarhanhoitoa ja viljelee kasvien elämää.

Avaruusmaatalous vaikuttaa tuleviin mahdollisuuksiimme selviytyä karuvalle Marsin maaperälle ja kykymme ruokkia maapallon ilmapalloa. Lisätietoja avaruusmaataloudesta on seuraavilla sivuilla.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com