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NASAは、国際宇宙ステーションに乗って微小重力で受動的な水耕栽培を実証しています

微小重力での作物生産は、深海を探求する宇宙飛行士にホールフードの栄養、食事の種類、心理的利益を提供するために重要です。残念ながら、最も単純な陸生植物の散水方法でさえ、不正な泡、摂取されたガス、排出された液滴、および微小重力環境で生じる無数の不安定な液体ジェット、リブレット、およびインターフェイス構成のために宇宙船に適用されると、重大な課題に直面しています。 宇宙の無重力では、泡は上昇せず、液滴は落ちず、その結果、不気味な流体の流れの課題がたくさんあります。このような複雑なダイナミクスに取り組むために、NASAは一連の植物水管理（PWM）実験を開始し、20211年に国際宇宙ステーションを搭載した毛細血管の水耕栽培をテストするために一連の植物水管理（PWM）実験を開始しました。一連の実験は今日まで続き、新鮮な野菜の可能性を備えた宇宙での宇宙飛行士を支援するだけでなく、雰囲気の条件に耐えられます。 （HVAC）;そして尿の収集さえ。 最新のPWMハードウェア（PWM-5および-6）には、それぞれが可変速度ポンプ、チューブハーネス、各種バルブ、シリンジ、および1つのシリアルまたは2つの平行水力チャネルで構成される3つのテストユニットが含まれます。この最新のセットアップにより、より広い範囲のパラメーターをテストすることができます。EG、ガス、液体の流量、充填レベル、インレット/アウトレット構成、新しいバブル分離方法、シリアルおよび並列フロー、新しい植物根のタイプ、数字、および注文。 宇宙飛行士Sunita Williamsは、植物水管理-6（PWM-6）の運営中の国際宇宙ステーションに乗っています。 宇宙ステーションに出荷されたPWM機器のほとんどは、3D印刷された飛行認定材料で構成されています。乗組員は、ステーションの開いたキャビンのワークベンチにあるさまざまなシステム構成を組み立て、地上のPWM研究チームとの定期的な通信を含む実験を実行します。すべての定量データは、単一の高解像度ビデオカメラを介して収集されます。 PWMハードウェアと手順は、水耕栽培および衰退のシステムの機能を徐々にテストし、プライミング、排水、シリアル/パラレルチャネルの動作、パッシブバブル管理、動作の制限、摂動中の安定性、起動、シャットダウン、および清潔な植物属、植物産物の継続、植物の継続的階段、植物の継続的な流れを繰り返し実証するように設計されています。 宇宙ステーションに乗っているPWM -5および-6の技術デモの最近の結果は、宇宙での受動的な植物の散水に使用される技術を大幅に進めています。これらの定量的デモンストレーションは、シリアルおよびパラレルチャネル充填レベル、さまざまなタイプのエンジニアリング植物根モデル、および単一相の液体フローとガス液体2相フローを含むポンプ流量の機能として、水耕および衰退および流れの散水プロセスを確立しました。 重要なPWM配管元素は、重力効果のために地球上で日常的に発生する、受動的なガス液体分離（すなわち、液体からの泡の除去）の役割を実行します。 PWM -5および-6ハードウェアは、実際には重力の受動的役割を、表面張力、湿潤、およびシステムジオメトリの受動的役割に置き換えます。そうすることで、信頼性の高い「動きのない」配管装置が、宇宙の上下の幻想的な感覚を復元するために行動します。たとえば、このシステムは、いくつかの革新的なメカニズムを通じて正確な分離とフロー管理を実現するように設計されています。パッシブエアレーターによって数十万の酸素化された泡が生成され、PWMバブル分離器によって完全に分離され、水耕チャネルへの単相液体の流れが確保されます。不注意な液体のキャリーオーバーは、パッシブウォータートラップによって完全に捕獲され、不要な混合と維持効率を防ぎます。さらに、バブルダイバーターに到達するすべての泡は、水耕チャネルの上部入口に向けられています。そこで、それらはチャネルのジオメトリによって上向きに推進され、最初の植物の根によって閉じ込められます。それらが上昇するにつれて、泡は合体して液体の流れを出て出て、3番目の冗長でありながら完全に受動的な位相分離メカニズムとして機能します。 PWM-5と-6の実証された成功は、植物を水をまく水ベースの栄養溶液の挑戦的な湿潤特性にもかかわらず、低肉体および可変重力環境での効果的な植物散水のためのさまざまな準備ができたプラグアンドプレイソリューションを提供します。さまざまな根モデルはPWM -5および-6によって実証されていますが、残りの未知は、実際の成長植物がそのようなシステムで果たす役割です。そのような知識を獲得することは時間の問題かもしれません。 #NASAは国際宇宙ステーションに乗って微小重力で受動的な水耕栽培を実証しています