Немецкое космическое агентство DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Немецкий авиакосмический центр) готовится к проведению на орбите небольшого, но интересного эксперимента в области биологии и систем жизнеобеспечения. 1 декабря, после нескольких переносов, ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX должна будет запустить в космос около 50 малых спутников, среди которых – космическая оранжерея Eu:CROPIS, разработанная в Германии. Миссия была разработана по инициативе Института аэрокосмической медицины DLR и Университета Эрлангена.

Eu:CROPIS (Euglena and Combined Regenerative Organic-food Production in Space) – небольшой аппарат. Его масса составляет 230 кг, диаметр 100 см, ширина 113 см. Рабочая солнечно-синхронная орбита будет иметь высоту 600 км. Плановая продолжительность эксперимента – 18 месяцев. Четыре солнечные батареи способы вырабатывать 520 Вт электроэнергии. Связь с Землей обеспечат две антенны S-диапазона, расположенные на верхнем и нижнем основаниях аппарата.

Основная полезная нагрузка космического аппарата состоит из двух герметичных камер с замкнутой системой жизнеобеспечения. Одна камера предназначена для моделирования лунных условий, вторая – для марсианских. В обеих камерах находятся проростки томатов, и для наблюдения за их развитием установлено множество камер и датчиков.

Цель эксперимента – изучить возможность выращивания пищи в космосе на будущих лунных и марсианских станциях. Одной из проблем в этом направлении является переработка урины. Современные системы используют только воду. Система переработки на Eu:CROPIS будет использовать не только воду, но и содержащиеся в урине химические элементы. Для производства азота будет использована система струйных фильтров. Кислород будут вырабатывать водоросли Euglena Gracilis (0,5 л). Это особенно важно на первом этапе эксперимента, пока томаты не начнут вырабатывать достаточное количество кислорода самостоятельно. Эти же водоросли отвечают за удаление излишков аммиака, которые могут появиться при недостатке азота, если струйный фильтр будет работать неправильно.

Чтобы определить, что эвглена находится на оптимальной глубине для фотосинтеза и роста, водоросли ориентируются на гравитацию и свет. Эвглена служит модельным организмом для изучения того, как одноклеточные водоросли будут развиваться в космосе. Струйный фильтр представляет собой камеру объемом 0,4 л, заполненную лавовой породой. В этой породе живут бактерии, грибы и простейшие организмы, которые, по задумки ученых, отфильтруют азот из урины. В эксперименте используется синтезированный аналог урины.

Конечной задачей эксперимента является производство биомассы в качестве пищи. Для этой цели в камерах будут выращиваться высшие растения – томаты. Их развитие будет служить для ученых индикатором успешной работы системы в целом.

На Eu:CROPIS также будет проведено несколько второстепенных экспериментов. Первый (PowerCells in Space, Исследовательский центр НАСА им. Эймса) – эксперимент по изучению фотосинтеза в водорослях. Второй (RAMIS, DLR) – измерение космической радиации на протяжении всего полета. Третий (SCORE, DLR) – технический демонстратор нового бортового компьютера.

В обеих камерах основного эксперимента будет поддерживаться земное атмосферное давление. Для симуляции смены дня и ночи будет использовано светодиодное освещение. Для имитации гравитационных условий на Луне и Марсе космический аппарат будет вращаться вокруг своей продольной оси.

Согласно графику миссии, в первые две недели после запуска будут проведены проверки работоспособности всех систем аппарата. Водоросли будут выведены из гибернации и начнут размножение, которое продолжится в течение третьей и четвертой недель. На 5-6 неделях полета космический аппарат начнет вращаться до появления искусственной гравитации в 0,1g. На седьмой неделе будет активирована система фильтрации азота в первой камере, начнется снабжение томатов водой. С 7 по 30 недели скорость вращения составит 20 оборотов в минуту, что соответствует лунной гравитации 0,16 g. Эксперимент будет проводиться в «лунной» камере. На 31-35 неделях вращение аппарата будет остановлено, ученые активируют эвглену во второй камере. С 36 по 62 неделю эксперимент будет проводиться при марсианской гравитации 0,38g (вращение со скоростью 32 оборота в минуту).

Обсудить