人類が予備の捕食および惑星間種になる場合、最も重要なことの1つは、宇宙飛行士が自分のニーズを独立して見る能力です。地球からの供給品の定期的な出荷に依存することは、洗練されていないだけではありません。また、非現実的で非常に高価です。このため、科学者は、宇宙飛行士が自分の食べ物、水、呼吸可能な空気を提供できるようにする技術の開発に取り組んでいます。
この目的のために、ロシア中部のトムスク工科大学の研究者チームは、地域の他の大学や研究機関の科学者とともに、最近、軌道温室のプロトタイプを開発しました。軌道生物自動モジュールとして知られているこのデバイスは、植物を宇宙で育てて栽培することを可能にし、今後数年間は国際宇宙ステーション（ISS）に向かう可能性があります。
宇宙時代の初め以来、微小重力条件下で植物を栽培する方法を実証する多くの実験が行われてきました。しかし、これらの研究は軌道ステーションの居住区画にある温室を使用して行われ、技術とスペースの面で大きな制限がありました。
このため、TPUの研究チームは、重要な農作物の栽培に必要な技術のスケーリングと改善に取り組んでいます。プロジェクトチームには、トムスク州立大学（TSU）、トムスク州立制御システムおよびラジオエレクトロニクス大学（TUSUR）、石油化学研究所、シベリア農業泥炭研究所からの追加の研究者が含まれています。
TPUのAdvanced Manufacturing Technologiesスクールの責任者であるAleksei Yakovlevは、TPUニュースリリースで次のように説明しています。
「現在、私たちは実験用のアプリケーションを準備しており、予備的な設計と技術的な解決策に取り組んでいます。 2020年には、申請書を完成させて提出する必要があります。次に、調整評議会がその妥当性と重要性を評価します。申し込みから実験の開始までに1年半かかる傾向があるため、2021年には長期プログラムに参加して資金を受け取ることが期待されています。」
スマート温室プロジェクトには、TPUで開発されたテクノロジーが組み込まれます。これには、植物の成長を加速するスマート照明、特殊水耕栽培、自動灌漑、収穫ソリューションが含まれます。現在、TPUはスマートな温室の生産を拡大できるように、新しい試験場を建設しています。
「トムスクでは、学際的な研究を行い、アグロバイオフォトニクスの分野における応用問題を解決します」とヤコブレフ氏は語った。 「同時に、研究チームには、トムスク、モスクワ、ウラジオストクの科学者、およびワーゲニンゲン大学などの気候複合体を専門とするオランダの国際的パートナーが含まれています。」
結局、ヤコブレフと彼の同僚は、宇宙飛行士に食料を供給し、ISSとドッキングすることさえできる自律モジュールを想定しています。また、モジュールには30m²（〜320ft²）の栽培面積が含まれ、形状は円筒形であることも示されました。 Yakolevが示したように、これにより、モジュールをスピンアップしてさまざまな重力条件をシミュレートできます。
「重力インデックスは、その軸を中心としたモジュールの回転速度によって設定されます。また、モジュールは、コンパクトな組み立てと自動軌道開梱のために、柔軟な材料で作られることも期待しています。」
これらには、月と火星に存在する重力条件が含まれ、地球の重力の約16.5％と38％に相当します（0.1654 g と0.3794 g）、それぞれ。現在のところ、どちらの体でも植物がどれだけうまく成長できるかは不明であり、その効果に関する研究はまだ始まったばかりです。したがって、このモジュールによって提供される情報は、月および/または火星の植民地の計画が実現されたときに、非常に有用であると証明できます。
モジュールに組み込まれる設計とエンジニアリングでは、太陽光や宇宙放射線、極端な温度など、宇宙に存在する種類の条件も考慮されます。さらに、モジュールは軌道上でどのような作物がよく育つかを調査します。ヤコブレフは言った：
“もう1つの重要な問題は、必要かつ最も適切な農作物の選択と微小重力環境での病原体に対するそれらの保護です。モジュールでは、さまざまな種類のレタス、ネギ、バジルなどの作物を栽培できます。“
最近、3つのTPU実験がISSへの輸送が承認され、今年後半に実施される予定です。それらには、複合材料を3D印刷できるデバイス、衛星の群れのためのハウジング、およびISSのポートホールに適用されて微小流星の衝撃から保護する多層ナノ複合コーティング（ペレスベット）。彼らの実施は今年後半にそして2021年に始まるでしょう。
