نظام الرف الدوار للمزرعة الفضائية: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

هذا إدخال احترافي لمسابقة "النمو خارج الأرض". يستخدم هذا النظام ثلاث مجموعات من الرفوف الدوارة التي تجمع كل مجموعة من الخس مع مجموعة أخرى في مرحلة مبكرة لزيادة المساحة الصالحة للاستخدام. عندما تنبت البذرة في البداية فإنها لا تحتاج إلى الكثير من الضوء حتى تنبت مما يسمح بتظليلها جزئيًا بواسطة رأس خس مجاور كامل النمو. عندما يتم حصاد خس الرأس الناضج بالكامل ، فإنه يصبح مرحلة البذر الجديدة (أو مرحلة النمو المبكر إذا تم قطعه). سيكون النظام قادرًا على التعامل مع 54 نبتة تنمو في وقت واحد لنظام نمو مستمر مع 9 رؤوس من الخس المتاحة في أي وقت. يتم توفير الإضاءة بواسطة شرائط LED فوق كل مجموعة من النباتات في الوحدة وتحت 18 صواني نباتات. يستخدم نظام الري نظام الزراعة المائية.

اللوازم

مستهلكات:

• بذور الخس الحمراء من جوني البذور
• فلورا نوفا تنمو المغذيات النباتية
• رغوة سوداء لحوض السمك (لزراعة النباتات فيها)

بنية:

• الإطار مصنوع من الألمنيوم أو مواد البناء الأخرى
• نظام المسار من قذف الألمنيوم المنحني
• خزان المياه
• نظام دعم الحياة (لوحة تحكم ، وحدة تحكم في الإضاءة ، مزود طاقة ، مراوح)
• شرائط إضاءة LED مقاس 24 × 40 سم (أبيض ناصع) (تبدو هذه المصابيح ساطعة بدرجة كافية)

برمجة:

Fusion 360 (للنمذجة ثلاثية الأبعاد)

الخطوة 1: متغيرات بيئة المحطة الفضائية

• حالة محطة الفضاء 40٪ رطوبة
• 22-23 درجة مئوية
• تركيز ثاني أكسيد الكربون 4000 جزء في المليون
• لنفترض أن رواد الفضاء ليس لديهم خبرة في علم النبات ، فالوقت الإضافي المتاح لهم في الأسبوع لا يوجد أي خيارات - فالحصاد على ما يرام
• هناك حاجة إلى أتمتة وحجم خزان المياه. يتم استخدام 100 مل من الماء لكل نبات يوميًا
• مزود الطاقة 28 فولت - 1000 وات (يستخدم حاليا 70 وات)
• حجم الخس 15 سم ، قطر 15-20 سم ، 40 جم / رأس خس
• نهاية مدببة لبذور الخس للجذور
• سوف تنمو الطحالب على المحطة الفضائية لذا لا تدع الجذور تتعرض للضوء

الصورة مجاملة من وكالة ناسا

الخطوة 2: الخطوة 1: بناء الإطار

يمكن إنشاء الإطار من أي مادة في متناول اليد. بثق الألمنيوم 80/20 هو وسيلة سهلة لنماذج أولية للتصاميم بسرعة لأنها تأتي في أشكال وأحجام مايو. يمكن أيضًا إنشاء المسارات الخلفية على شكل حرف U من بثق الألومنيوم 80/20 المنحني وسيتم استخدامها لتدوير النباتات أثناء دورة النمو. الحجم الكلي للمكعب ٥٠ × ٥٠ × ٥٠ سم.

الخطوة 3: صواني النبات X18

سيحتوي النظام على 18 صينية منفصلة تحتوي كل منها على 3 نباتات. سيتم ملء كل صينية برغوة حوض السمك السوداء كوسيلة متنامية. هذه الرغوة مخصصة لتصفية المياه في أحواض السمك ولكنها أيضًا بديل رائع للأوساخ لتنمية بنية الجذر. ستشتمل الصواني على مدخل مياه وجهاز استشعار للمياه وشريط إضاءة LED مثبت أسفل كل قسم لإضاءة المنطقة أدناه.

الخطوة 4: إضافة الإلكترونيات

الخطوة التالية هي توصيل الأسلاك وتثبيتها معًا. الوحدة الزرقاء هي خزان المغذيات النحيف المركز. نظرًا لوجود 54 نباتًا ستحتاج إلى 100 مل من الماء يوميًا ، فإن ذلك يتطلب 5.4 لترًا من الماء / يوميًا لسقي جميع النباتات. لذلك من المتوقع أن يتم توصيل النظام بالمحطة الفضائية لتغذية المياه الرئيسية. تحتوي الوحدة الحمراء على العديد من إلكترونيات الطاقة والمضخات وأجهزة التحكم. الوحدة الخضراء لتدوير الهواء.

الخطوة الخامسة: أفكار أو أفكار أخرى:

• لديك "مرشح" أو وسيط كتلة صلبة يتم تحويل الماء فيه لإعادة تدوير كمية معينة من المرات حتى يحصل المحلول على مستوى المغذيات المناسب. يمكن تجاهل العوامل الأخرى لأن الماء مقطر ولا توجد مصادر أخرى للتلوث. بمرور الوقت ، قد تغير النباتات الماء ولكن لا ينبغي أن تكون مشكلة حرجة لأن النباتات تمتص الماء وتضاف المياه الجديدة إلى انتظام النظام.
• يمكن أن تحتوي حجرة النبات على نافذة مواجهة للشمس تشبه الألواح الشمسية. ستكون هناك حاجة لطلاءات خاصة لتقليل كمية الإشعاع الخطير للنباتات. يمكن إنشاء ألواح طويلة مثل الألواح الشمسية لإنشاء دفيئة فضائية. سوف تمتد الألواح لإنشاء حزام ناقل مثل إنتاج الطعام في الفضاء.
• يتم ضغط البذور في لفافة من الرغوة بحيث يمكن فكها وزرعها في الوسط. لذلك يتم قطع شريط جديد وزرع البذور الموزعة فيه بالفعل.
• حبوب البذور ، الكبسولة التي تتناولها عادة تحتوي على بذرة مع المراحل الأولى من النمو. سيذيب الماء الجزء الخارجي من الكبسولة ويبدأ نمو البذرة.
• قد تنتج النباتات المزيد من مضادات الأكسدة بسبب الأشعة فوق البنفسجية. على الرغم من أن النباتات لا تحتاج إلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتنمو ، فإن إضافة ضوء الأشعة فوق البنفسجية قد يساعد في إنتاج المغذيات الدقيقة.
• قم بالتبديل بين ضوء النهار والأرجواني لتقليد التنفس الطبيعي للنباتات. قد لا يكون وجود لون واحد فقط في كل وقت مفيدًا بالنسبة لهم ، ولكن بتغيير اللون الأبيض إلى اللون الأرجواني ، قد يكون للنباتات القدرة على "التنفس" بشكل طبيعي لتعزيز نمو أفضل.