Меню
Разработки
Разработки  /  Биология  /  Факультативы  /  Прочее  /  Научно-исследовательская работа на тему: «Космические оранжереи и плантации»

Научно-исследовательская работа на тему: «Космические оранжереи и плантации»

Космическая медицина и биология — сложные и многогранные области современной науки — развиваются сейчас поистине «космическими» темпами. Выросли науки, вырос и круг вопросов, которыми они занимаются. Впереди — длительные космические полеты, когда экипажу предстоит провести долгие месяцы в совершенно непривычных условиях. Появляются биологические проблемы, неожиданные для жителей Земли. Регенерация воздуха, питание космонавтов — вот важнейшие из них. Как они будут решены — сказать трудно. Но и сейчас ясно одно: на космических кораблях будущего, несомненно, появятся оранжереи.

Цель работы: исследовать роль космических оранжерей в условиях длительного пребывания человека в космосе.

Еще К. Э. Циолковский показал необходимость использования высших растений в качестве средства, призванного обеспечить дыхание и питание людей в длительных внеземных полетах. В трудах гениального ученого мы находим первые «технические условия» на создание космических оранжерей и жилых орбитальных сооружений с замкнутым экологическим циклом.

23.01.2019

Содержимое разработки


Государственное общеобразовательное учреждение

Луганской Народной Республики

«Червонопрапорская средняя школа №34»











Раздел: Космическая биология и медицина


Научно-исследовательская работа

на тему: «Космические оранжереи и плантации»







Выполнили:

учащийся 8 класса Скороход Андрей

и ученица 11 класса Санина Екатерина

Руководитель:

Марынина Елена Николаевна









2019 г



Содержание

  1. Введение …………………………………………………………………………………………......2

  2. Основная часть…………………………………………………………..5-17

2.1. Свойства растений, претендуемых на космический полет………………..5

2.2.Эксперименты, связанные с полетом растений в космос…………………...6

2.3. Операция «Орхидея»….……………………………………………….…………………….…8

2.4. Поиски ведут к успеху………………………………………………………..……………….10

2.5. Космическая оранжерея «Лада» …………………………………….…………………..14

2.6. Использование светодиодов…….…………………………………………………………16

3. Заключение………………………………………………………………………………………………18

4. Список используемой литературы……………………………………….………………….19





















  1. Введение.

Космическая медицина и биология — сложные и многогранные области современной науки — развиваются сейчас поистине «космическими» темпами. Выросли науки, вырос и круг вопросов, которыми они занимаются. Впереди — длительные космические полеты, когда экипажу предстоит провести долгие месяцы в совершенно непривычных условиях. Появляются биологические проблемы, неожиданные для жителей Земли. Регенерация воздуха, питание космонавтов — вот важнейшие из них. Как они будут решены — сказать трудно. Но и сейчас ясно одно: на космических кораблях будущего, несомненно, появятся оранжереи.

Цель работы: исследовать роль космических оранжерей в условиях длительного пребывания человека в космосе.

Задачи:

  1. Изучить литературу по теме исследования;

  2. Узнать историю и основные цели создания космических оранжерей;

  3. Выяснить какие растения можно выращивать в условиях космоса

  4. Выявить современные возможности создания оранжерей в космосе;

  5. Обобщить полученные сведения и оформить работу.

Методы исследования:

В своей работе мы использовали эмпирические методы:

  • Работа с различными источниками информации (публикации в СМИ, доступные Интернет – сайты);

  • Анализ фотоснимков, рисунков, схем;

  • Обобщение, систематизация, описание.

Еще К. Э. Циолковский показал необходимость использования высших растений в качестве средства, призванного обеспечить дыхание и питание людей в длительных внеземных полетах. В трудах гениального ученого мы находим первые «технические условия» на создание космических оранжерей и жилых орбитальных сооружений с замкнутым экологическим циклом. В 1916 году он закончил повесть "Вне Земли", в которой группа ученых отправляется в путешествие к Луне и астероидам. Выйдя на орбиту Земли, путешественники разворачивают надувной модуль и устанавливают в нем цилиндр, наполненный почвой. Он становится основой оранжереи, в которой растут практически все необходимые космонавтам растения — от овощей до карликовых яблонь. Сам же модуль-оранжерея становится основой замкнутого биологического цикла: он соединяется с кораблем двумя трубками, одна из которых поставляет кислород, по второй из корабля удаляются углекислый газ и человеческие выделения. Циолковский оказался провидцем: подобная цилиндрическая оранжерея уже построена.

Рис. 1 «Эскиз космической станции Циолковского»

А Ф. А. Цандер еще в 1915—1917 годах в своей московской квартире начал ставить эксперименты по созданию, как он говорил, оранжереи авиационной легкости. В середине ХХ века несколько крупных экспериментов по созданию искусственной замкнутой биосферы показали, что задача намного сложнее, чем считал Циолковский.

Первыми попытками были проекты «БИОС» в Институте биофизики г. Красноярска, под руководством С. П. Королева. В 1962 появился экспериментальный замкнутый биотехнический комплекс "БИОС-1" , в котором ученые создали систему из двух звеньев "человек-водоросли": использовалась одноклеточная водоросль хлорелла, которая вырабатывала кислород и поглощала углекислый газ. Испытуемый прожил в герметично закрытом помещении 45 суток, но полностью замкнутой такую систему считать нельзя: она не обеспечивала человека едой и не перерабатывала выделения. Данный эксперимент показал, что водорослевые реакторы могут на 100% регенерировать воздух и почти на 90% утилизировать отходы человека — мочу. Тогда же стали очевидны и недостатки этих систем: они не регенерировали остатки пищи, а биомасса хлореллы могла вызывать аллергию. В 1965 году в эксперимент ввели высшие растения — пшеницу и овощи. Были получены отличные урожаи пшеницы — в несколько раз больше, чем в естественных условиях.

А в 1972 году, во время лунной гонки, начался самый масштабный эксперимент серии — "БИОС-3". В подвале Института биофизики был построен герметичный бункер объемом 315 кубометров. В нем были жилая и рабочая зона для трех членов "экипажа", емкости с хлореллой и два отсека с растениями. Эксперимент длился 180 дней, три добровольца дышали воздухом, который вырабатывали растения, ели выращенные ими овощи, пекли хлеб из собственноручно выращенной пшеницы, а также пили воду, которая проходила многократные циклы очистки. Экипаж обеспечивал себя пищей на 80%, лишь белковую пищу испытуемые получали из консервов и сублимированного мяса. Как показали медицинские исследования, ни такой рацион, ни использование переработанного воздуха и воды не сказались на здоровье.

То, о чем мечтали теоретики космонавтики, стало воплощаться в жизнь. Длительное время, испытатели обеспечивались в данных замкнутых бункерах кислородом, растительной пищей и водой за счет систем жизнеобеспечения с участием высших растений и микроводорослей.

Итак, выращивание растений - очень важный шаг в космонавтике. И в дальнейшем он поможет освоить другие планеты Солнечной Системы, а может, и всей Галактики. Люди смогут в будущем жить вне Земли.

Рис. 2 «Солнечная система»

2. Основная часть

2.1. Свойства растений, претендуемых на космический полет

Главные требования к растениям-претендентам на космический полет - компактность и неприхотливость. На растения в космическом пространстве действует ряд факторов, отсутствующих в земных условиях. Один из них — невесомость. Как растения переносят невесомость? Будут ли они нормально расти и развиваться в условиях космического полета? Эти вопросы имеют важное значение. Вот почему ученые задумывались над ними еще до того, как был осуществлен полет человека в космос.

В лабораторных условиях невесомость имитируется вращением горизонтально расположенных растений вокруг своей продольной оси с помощью особого прибора — клиностата, который исключает одностороннее действие гравитационного поля. Растение, вращаемое на клиностате, все время испытывает влияние земного притяжения, но не с одной стороны, а с разных. Вследствие этого оно растет горизонтально, тогда, как без вращения корень изгибается вниз, а стебель — вверх.

Растения вполне способны адаптироваться к условиям космического полета, как на физиологическом, так и на генетическом уровне. В то же время, развитие растений в космосе сопряжено со значительной нагрузкой на антиоксидантную систему. Идея создания комплексных оранжерей на космических аппаратах для генерации кислорода и выращивания овощей и фруктов для долгосрочных космических миссий существует уже давно и активно используется как в научных исследованиях.

2.2. Эксперименты, связанные с полетом растений в космос

Исследования растений в космосе, прежде всего, должны были ответить на вопрос, как влияют условия полета на их генетический аппарат. Кроме того, они позволяют выяснить эффективность использования растений для регенерации атмосферы космических летательных аппаратов.

Первые космические эксперименты по выращиванию растений были самыми простыми — например, прорастить семена; причем не было ни специальных устройств, ни освещения (для него использовались бортовые светильники), не было специальной подготовки космонавтов. Как отмечают ученые, такой подход чаще приносил отрицательные результаты: растения погибали или развивались неправильно.

В 1960 году на космическом корабле-спутнике совершили свой первый полет: традесканция, хлорелла, моркови, кукурузы, салат, огурцы, горчица, бобы и различные сорта лука, гороха, пшеницы. Они успешно перенесли кратковременное пребывание в космосе. Вернувшись на Землю, эти культуры продолжали развиваться без существенных отклонений от нормы.

Рис.3 «Биолог А. Машинский у люка космического корабля перед извлечением из него биологических объектов, доставленных с орбитальной станции на Землю»

Однако длительное пребывание в условиях невесомости оказало на них губительное воздействие: через две-три недели они начинали увядать, подобно тому, как они погибали на клиностате. После этого растительные организмы путешествовали в космос на всех наших космических кораблях, орбитальных станциях и биоспутниках серии «Космос». Для растений использовался комплекс «Биос», который состоял из четырех герметических отсеков, в одном из которых размещался экипаж, в двух других — фитотроны, в четвертом — культиваторы с водорослями. В отсеке экипажа было три каюты, кухня-столовая, душ, совмещенный с туалетом, лабораторное помещение с мастерской и местом для отдыха. В каждом фитотроне располагались металлические поддоны общей площадью 17 м2 для выращивания пшеницы, овощная плантация площадью 3,5 м2, в которой выращивались на керамзите свекла, морковь, укроп, репа, листовая капуста, белый редис, лук-батун, огурцы и щавель. Три хлорельных культиватора занимали 30 м2. Теоретически не вызывало сомнений: человек может нормально жить в такой искусственной среде. Однако системы, обеспечивающие его жизнедеятельность, предстояло проверить в ходе наземного эксперимента, а уж затем создавать их для космических аппаратов. «Биос» стал ареной нескольких успешных опытов с людьми. Самый длительный протекал 180 суток. Причем удалось добиться замыкания биотехнической системы по атмосфере и воде на 82—95%. Стремясь увеличить этот процент, исследователи столкнулись с довольно интересной проблемой.

Сообщество организмов, если оно превосходит по количеству особей некий минимум, представляет собой самовосстанавливающуюся систему. Говоря техническим языком, живые организмы, входящие в биотехническую систему, не только ремонтопригодны, но и ремонто-способны. А вот технические узлы, выработав свой ресурс, самовосстанавливаться не могут — их надо ремонтировать. Для полной гармонии техника должна подняться на новый уровень, когда появятся самовосстанавливающиеся машины.

Проведенные в космосе опыты показали, что прорастание и первые фазы роста всходов гороха и пшеницы проходят без существенных отклонений от нормы, разница лишь в том, что земные проростки, испытывающие силу тяжести, ориентированы определенным образом: их стебельки располагаются параллельно друг другу. Иная картина в космосе: проростки хаотично тянутся во все стороны.

2.3. Операция «Орхидея»

Добиться в космосе цветения растений было весьма заманчиво. В данную работу включились специалисты Центрального республиканского ботанического сада АН УССР. Свой выбор они остановили на тропических орхидеях, многие из которых исключительно декоративны. Ботаники полагали, что эпифигный, то есть неназемный, образ жизни орхидей должен ослабить геотропическую реакцию. Ведь закрепление их корней в расщелинах коры, дуплах, развилках ветвей обусловлено прежде всего присутствием питательных веществ и воды. Корни орхидей способны расти в боковых направлениях и даже вверх в поисках подходящего субстрата.

Эти растения обладают рекордной длительностью цветения — до шести месяцев. С учетом этих положений и было отобрано восемь видов орхидей.

На этот раз, казалось, все было предусмотрено. Сконструировали, изготовили и испытали систему «Малахит-2» — фитокассету с двумя светильниками и четырьмя пеналами для растений. Пеналы заправили искусственной ионообменной почвой, которая в свое время была разработана для опытов в комплексе «Биос», а затем использовалась в установках «Оазис» и «Вазон».

Рис.4 Космическая система для выращивания растений «Малахит 2»

И космонавты В. Рюмин и Л. Попов уже работают с «Малахитом» на борту орбитальной станции «Салют-6». Часть орхидей послали туда уже расцветшими. Цветы опали почти сразу же, но сами растения дали прирост, у них образовались не только новые листья, но и воздушные корни. Даже без цветов они радовали космонавтов своей зеленью. Одно сознание того, что рядом с ними растения растут так же, как и на Земле, радовало космонавтов, о чем они не раз сообщали в своих репортажах с орбиты.

30 июля 1980 года В. Рюмин в телерепортаже сказал: «У нас есть система с растениями «Малахит». Так вот к прилету нашего друга Фам Туана из Вьетнама в ней даже цветок вырос». И он показал этот цветок. Что тут началось! Тут же сообщили в Киев, там определили название этого вида и с нетерпением стали ждать цветок на Земле. И получили. В одном из пеналов среди листьев виднелся красивый бледно-розовый цветок... Он был... искусно сделан космонавтами из бумаги.

Операция «Орхидея» многому нас научила. Хотя экзотические растения в космосе не зацвели, в отличие от своих наземных дублеров, почти непрерывно покрытых в течение всего эксперимента в контрольном «Малахите» яркими цветами, они продержались на «Салюте-6» почти полгода. Но стоило им вернуться в оранжерею своего ботанического сада в Киеве, как они сразу же вновь покрылись цветами. А розыгрыш космонавтов, с одной стороны, еще раз показал нам, насколько велико их желание видеть на борту станции цветущие и, значит, полностью удовлетворенные созданными условиями растения, а с другой — лишний раз предостерег от того, чтобы принимать желаемое и даже видимое за реально достигнутое.

Но почему же растения так и не цветут? Чтобы ответить на этот вопрос, во время последних экспедиций на «Салюте-6» и на новой станции «Салют-7» было проведено много экспериментов с целым набором оригинальных устройств - для культивирования растений. Малая орбитальная оранжерея «Фитон» на борту станции «Салют-7». Здесь впервые арабидопсис прошел полный цикл развития и дал семена. Малая орбитальная оранжерея «Светоблок». В ней на борту станции «Салют-6» арабидопсис впервые зацвел. Бортовая оранжерея «Оаэис-1А» станции «Салют-7».

Конструкторы и ботаники предусмотрели систему дозированного полуавтоматического полива, аэрации и электростимулирования корневой зоны, смены и перемещения вегетационных сосудов с растениями относительно источника автономного освещения. Оранжерея «Малахит» на борту станции «Салют-6» после трехмесячного пребывания на орбите.

Рис.5 «Пенал с растением»

2.4. Поиски приводят к успеху

Следующим этапом было создание оранжерей "Оазис". Это была уже основательная конструкция: с вегетационной камерой, в которой можно было установить на нескольких уровнях кюветы с растениями, с блоком освещения и блоком управления.

Игорь Подольский, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ИМБП РАН, рассказывает: "На "Оазисах" появился дозатор, корневой модуль стал больше, немного возросла интенсивность света. Был установлен ручной насос, чтобы космонавт мог заправить дозатор и поливать корневой модуль. Но полив осуществлялся все равно вручную — космонавту давалось указание, и он с помощью тумблеров поливал субстрат и включал аэрацию. Ученый приезжал в ЦУП и писал радиограмму, например "полить" или "посеять", которую передавали на станцию. Лишь изредка удавалось поговорить пару минут. Поэтому оценить результаты эксперимента специалисты могли только после того, как он был завершен".

По воспоминаниям космонавта Георгия Гречко, не все получалось сразу: "Вода не поступала туда, куда было нужно, затем стали срываться огромные капли, и за ними пришлось гоняться с салфетками". Но именно в оранжереях серии "Оазис" были получены интересные результаты — выращены взрослые, 23-дневные растения гороха. Правда, цвести они по-прежнему отказывались. Неудачи породили теорию, что растения в принципе не могут развиваться в условиях невесомости, так как разобщаются функции, нарушается транспорт гормонов, и поэтому растения не могут ни расти, ни плодоносить.

Впервые удача пришла в 1982 году, когда в последней модификации "Оазиса" зацвел арабидопсис. В оранжерее "Фитон" на станции "Салют-7" в 1982 году арабидопсис прошел полный цикл развития и дал семена. Это была первая победа в деле космического садоводства и огородничества, за которой снова последовала череда неудач: растения вновь не давали семян ни в экспериментах на спутниках, ни в экспериментах на станции. До выращивания полноценных растений и получения урожая все еще было далеко.

Прибывшей на станцию Светлане Савицкой космонавты вручили небольшой букетик из цветов арабидопсиса. Она тщательно зарисовала его. На рисунке семь цветущих растений высотой до 10 см, на них 27 стручков. При подсчете на Земле в стручках обнаружили 200 семян. Этот опыт опроверг мнение о невозможности прохождения растениями в невесомости всех стадий развития — от семени до семени.

Рис.6 Страница из бортжурнала станции «Салют-7» с зарисовками С. Савицкой.

Рис.7 «Арабидопсис»

Ухаживая за растениями, ремонтируя и кое в чем, совершенствуя ваши ботанические установки, мы поняли, что без растений длительные космические экспедиции невозможны. Перед возвращением на Землю растения просто жалко было вырывать. Вынимали мы их очень осторожно, чтобы не повредить ни одного корешка.

Наконец-то у нас было достаточно времени, чтобы обсудить не только результаты выполненных и программы новых экспериментов, но и самые разные проекты космических оранжерей будущего.

Делать очень большие иллюминаторы или же целые стеклянные стены пока технически невозможно. Видимо, наряду с некоторым увеличением размеров иллюминаторов следует применить зеркальные концентраторы. Собранный ими и направленный внутрь отсека световой поток можно будет через систему световодов подводить к растениям подобно тому, как к ним подводится влага с питательными веществами. На МКС получены ростки третьего поколения гороха, выращенного в орбитальных условиях. Командира нынешней экспедиции МКС Геннадия Падалку журналисты уже называют знатным космическим агрономом.

Первой автоматической оранжерей стала оранжерея "Свет", созданная в соавторстве с болгарскими учеными и установленная на станции "Мир". Но назвать ее автоматической можно лишь с оговорками: автоматика управляла сменой "дня" и "ночи", а полив так и остался ручным.

Рис. 8 Оранжерея «Свет»

Автоматизация полива — основная проблема, с которой сталкивались все инженеры оранжерей. Если в первых оранжереях автоматически лишь задавался фотопериод (смена "дня" и "ночи"), то с автоматическим поливом было намного сложнее. Из-за невесомости растения нельзя поливать так же, как на Земле. Корни растений в космических оранжереях находятся в корневом модуле, который тщательно закрыт, чтобы частицы субстрата не попали в воздух. Чтобы высадить растения, в прорезь, плотно прикрытую складками ткани, которая хорошо распределяет влагу, вставляют планку с наклеенными семенами.

Вторая проблема, с которой столкнулись исследователи,— это непонимание, как распределяется вода в прикорневом слое в условиях невесомости. Вода могла собираться в одном месте, и в итоге образовывались пересушенные и переувлажненные участки.

В первых экспериментах по выращиванию суперкарликовой пшеницы и гороха, которые космонавты проводили на станции "Мир", растения выросли, но оказались абсолютно стерильны. Своеобразный результат дали эксперименты и с гибридом дикой капусты: растения взошли и дали семена, но вместо 25 см в высоту они достигли лишь шести. Как выяснилось позже, на рост растений и на стерильность повлияла высокая концентрация этилена. Поэтому для второго эксперимента с пшеницей ученые ИМБП решили подобрать сорт, менее чувствительный к этилену. Второй эксперимент оказался удачным, и космонавты вырастили пшеницу первого и второго поколения.

Маргарита Левинских, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биологических систем жизнеобеспечения в экстремальных условиях ИМБП РАН, рассказывает: "Эксперименты с пшеницей и горохом стали прорывом: впервые были получены семена пшеницы сначала первого, а затем второго поколения. Эти эксперименты дали ответ на вопрос, почему первый опыт оказался неудачным, когда растения давали колосья, в которых не было ни одного зерна. Мы установили причину: на "Мире" не было фильтров с каталитическим сжиганием примесей, и в воздухе накапливался этилен. Он является очень мощным фитогормоном — например, повышенную концентрацию этилена применяют для того, чтобы вызвать стерильность пыльцы. На Земле был проведен контрольный эксперимент, который подтвердил эти данные — без очистки ни о каких семенах говорить не приходится. Сейчас на МКС другой вообще принцип очистки воздуха, что и позволило в эксперименте 2011 года, когда выращивали пшеницу, получить семена очень хорошего качества — у нас не всегда на Земле такие семена получают".


2.5. Космическая оранжерея «Лада»

Создание биологических систем жизнеобеспечения (БСЖО) - является одним из важных направлений исследований в пилотируемой космонавтике. Сегодня существует понимание того, что включение оранжереи в состав систем жизнеобеспечения будущих межпланетных экспедиций позволит сформировать полноценную среду обитания в космическом корабле, адекватную долговременным биологическим потребностям человека, и будет способствовать устранению некоторых возможных последствий длительного пребывания человека в искусственной (абиогенной) среде обитания.

По мнению многих специалистов, оранжерея в составе СЖО межпланетных экспедиций, скорее всего, будет предназначена для выращивания овощных культур, в основном салатных и пряно-вкусовых. Для обеспечения суточной нормы салатных культур в рационе питания экипажа межпланетной экспедиции, который предположительно будет состоять из 6 человек, необходимо вырастить до 600 г сырой биомассы. Исходя из этого, предварительные расчеты показывают, что для обеспечения необходимого производства сырой биомассы салатных культур на борту марсианского

экспедиционного корабля (МЭК) необходимо иметь около 10 м2 посевной площади.

Однако для того, чтобы реализовались эти планы, необходимо понять, способны ли растения расти, развиваться и размножаться в условиях космического полета, способны ли они обеспечить ту же продуктивность посева, как и на Земле. С этой целью на борту Российского сегмента Международной станции в период с 2002 по 2010 год была проведена серия из 16 экспериментов «Растения» с использованием космической оранжереи «Лада», созданной совместными усилиями специалистов NASA и ГНЦ Институт медико-биологических проблем РАН. Следует отметить, что проводимые эксперименты направлены не только на фундаментальные вопросы реакции растений, но и на условия космического полета. «Лада» позволяет культивировать растения в нескольких поколениях, уже проведено 11 экспериментов по выращиванию листовой овощной культуры мизуны, редиса, карликового гороха и карликового ячменя. Валерию Корзуну и Максиму Сураеву удалось вырастить на МКС разновидность листового салата, относящуюся к растениям семейства капустных.

Рис.9 «Салат»

Анализ результатов по выращиванию четырех последовательных генераций гороха линии 131 позволяет говорить о том, что растения можно длительное время, сопоставимое с длительностью марсианской экспедиции, выращивать в условиях космического полета без потери репродуктивных функций и формировать при этом жизнеспособные семена.

Таким образом, результаты экспериментов на борту орбитального комплекса "Мир" и первого этапа (2002 - 2010 гг.) экспериментов с высшими растениями на борту РС МКС показывают, что растения способны расти, развиваться и размножаться в условиях орбитального полета. Растения формируют нормальный посев, сопоставимый с таковым в наземных условиях. Не обнаружены и генетические изменения у растений, по крайней мере, в четырех «космических» поколениях. Следует отметить, что наличие на борту МКС оранжереи имеет и существенный психологический эффект, связанный с наличием растений в замкнутом объеме при длительной изоляции человека от биосферы Земли.

В 2013 году на МКС была установлена оранжерея нового поколения «Лада-2», которая позволит в ближайшие годы значительно расширить понимание комплекса адаптивных реакций растений в космосе.

Рис. 10 Оранжерея «Лада»

2.6. Использование светодиодов

Все эти культуры освещаются с помощью люминесцентных ламп. Но у этих ламп довольно много недостатков, самый главный из которых – наличие паров ртути, опасных для человека. Кроме того, люминесцентные лампы недолговечны, имеют стеклянную колбу, требуют высоких пусковых напряжений и разогреваются. И тогда исследователи изготовили два светильника, в которых были установлены светодиоды с узкими диапазонами излучения – красные, зеленые и синие, а также мощные белые светодиоды с широким диапазоном излучения. Все они были испытаны в оранжерее «Лада» при выращивании суперкарликовой пшеницы. Эксперимент длился в течение полного цикла онтогенеза растения. Оценивались рост и развитие культуры при использовании разных светодиодов. Сравнительный анализ показал, что мощные белые светодиоды дают лучший результат при культивировании оранжерейного растения, на основании чего авторы исследования сделали вывод, что эти светодиоды предпочтительнее использовать в бортовых оранжереях. Так же они лишены перечисленных недостатков и, кроме того, позволяют значительно экономить электроэнергию, регулировать яркость и цвет излучения, они компактны, не имеют в своем спектре ультрафиолетового и инфракрасного излучений и удобны для установки.

Рис. 11 «Светодиоды»

















  1. Заключение

Итак, проведя наше исследование, мы убедились, что зеленые растения создают хорошее настроение, отвлекают от однообразных и утомительных дел, успокаивают. Плантация зеленых растений доставит большую радость экипажам космических кораблей и станций. И, не боясь преувеличения, можно предположить, что «ветка сирени» в космосе для человека будет значить гораздо больше, чем на Земле.

В космических оранжереях целесообразно выращивать скороспелые овощные растения. Это однолетние растения — листовая капуста, кресс-салат, огуречная трава, укроп. Эти растения содержат значительное количество витаминов А, В1, В2, PP. В огуречной траве содержится меньше витаминов, чем в других растениях, но зато она обладает целебными свойствами, приятным запахом и вкусом свежих огурцов, что делает ее очень привлекательной для введения в рацион.

Растения, таким образом, во время длительных космических экспедиций могут выступать живыми биосенсорами, анализ которых с высокой достоверностью поможет выявлять, что происходит в организмах живых существ, в том числе космонавтов во время полета, и определять возможные риски для людей, связанные с длительным пребыванием в космосе.

Все вышесказанное даёт основание говорить о возможности включения высших растений в состав систем жизнеобеспечения при выполнении межпланетных космических полётов.

  1. Список используемой литературы

  1. «Всеобщая Российская Энциклопедия» для детей (2005г)

  2. Циолковский К. Э. Жизнь в межзвездной среде. М.: Наука, 1964.

  3. Газенко О.Г., Григорьев А.И., Мелешко Г.И., Шепелев Е.Я. Обитаемость и биологические системы жизнеобеспечения. // Космическая биология и авиакосмическая медицина. - 1990, - т. 24, - № 3, - с. 12-17.

  4. Гришин Ю.И. Роль витаминной оранжереи в стабилизации трофической функции экипажа марсианской экспедиции. // Авиакосмическая и экологическая медицина. -т. 27 (3). - с.10-15.

  5. Научный журнал "Техника-молодежи" 1983 г №4 с.2-7

  6. Сычев В.Н., Левинских М.А., Подольский И.Г., Новикова Н.Д., Гостимский С.А., Алексеев В.А., Бингхем Г. Основные результаты экспериментов по изучению высших растений и покоящихся форм организмов на борту Российского сегмента Международной Космической Станции. // Космонавтика и ракетостроение@ISSN 19943210. -2007. -вып. 4 (49). -c. 54-64.

  7. Гришин Ю.И. Роль витаминной оранжереи в стабилизации трофической функции экипажа марсианской экспедиции. // Авиакосмическая и экологическая медицина. -т. 27 (3). - с.10-15.

  8. https://yandex.ru/images/search?_=1454143358672&p=2&text=картинки%20космических%20оранжерей%20и%20плантаций&noreask=1&lr=39

  9. https://www.kommersant.ru/doc/3329774

  10. http://kpfu.ru/zhivye-sensory-stressa-kazanskie-uchenye-v-71634.html

  11. https://testpilot.ru/espace/bibl/tm/1983/4-kos-ras.html

  12. http://www.1tv.ru/news/techno/49363

  13. http://clubbrain.ru/referatu-botanika/rasteniya-v-kosmose/

  14. http://biofact.by/rasteniya-v-kosmose/

  15. http://dacha5.ru/interesnye-temy-dlja-obsuzhdenija/kosmicheskie-rasteniya-ili-ogorod-v-n.html

  16. http://www.kosmos-inform.ru/kosmonavtika/vyrashhivanie-rastenij-v-kosmose.html

  17. http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/tm/1967/11/11-kosm-or.html

  18. http://www.federalspace.ru/20468/

  19. http://www.nkj.ru/news/24049/

  20. http://hodar.ru/post/54811/

8


-70%
Курсы повышения квалификации

Методика обучения биологии в условиях реализации ФГОС

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
1200 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Научно-исследовательская работа на тему: «Космические оранжереи и плантации» (2.01 MB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт