Hệ thống giá xoay trang trại không gian: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Đây là một bài viết chuyên nghiệp cho Cuộc thi Phát triển vượt xa Earth Maker. Hệ thống này sử dụng ba bộ giá đỡ xoay để ghép từng bộ rau diếp với một bộ khác trong giai đoạn trước đó để tối đa hóa diện tích có thể sử dụng. Khi hạt giống ban đầu nảy mầm, chúng không cần nhiều ánh sáng cho đến khi chúng nảy mầm, cho phép nó được che bóng một phần bởi một đầu rau diếp đã mọc đầy đủ lân cận. Khi rau diếp trưởng thành hoàn toàn được thu hoạch, nó sẽ trở thành giai đoạn gieo hạt mới (hoặc giai đoạn phát triển sớm nếu bị cắt). Hệ thống sẽ có thể xử lý 54 cây phát triển cùng một lúc cho một hệ thống phát triển liên tục với 9 đầu rau diếp có sẵn tại bất kỳ thời điểm nào. Ánh sáng được cung cấp bởi các dải đèn LED phía trên mỗi bộ cây trong thiết bị và bên dưới 18 khay cây. Hệ thống tưới nước sẽ sử dụng hệ thống thủy canh.

Quân nhu

Vật tư tiêu hao:

• Hạt giống rau diếp đỏ từ hạt giống Jonny
• Flora Nova Grow Thực vật dinh dưỡng
• Bọt hồ cá đen (để trồng cây trong nhà)

Kết cấu:

• Khung được làm bằng nhôm định hình hoặc các vật liệu xây dựng khác
• Hệ thống theo dõi từ đùn nhôm cong
• Bồn nước
• Hệ thống hỗ trợ sự sống (bảng điều khiển, bộ điều khiển ánh sáng, nguồn điện, quạt)
• Dải đèn LED 24X 40cm (sáng trắng) (Những đèn LED này dường như đủ sáng)

Phần mềm:

Fusion 360 (dành cho mô hình 3D)

Bước 1: Các biến môi trường của Trạm vũ trụ

• Điều kiện trạm vũ trụ độ ẩm 40%
• Nhiệt độ 22-23 độ C
• Nồng độ CO 4000 phần triệu
• Giả sử các phi hành gia không có kinh nghiệm thực vật học Thời gian thêm một tuần mà họ có không có lựa chọn nào - thu hoạch vẫn ổn
• Tự động hóa và Ổ chứa nước là cần thiết. 100ml nước được sử dụng cho mỗi cây mỗi ngày
• Nguồn điện 28 volt - 1000 watt (dòng điện sử dụng 70 watt)
• Xà lách Kích thước cao 15 cm, đường kính 15-20 cm, 40 g / đầu xà lách
• Hạt rau diếp nhọn cuối xuống cho rễ
• Tảo sẽ phát triển trên trạm vũ trụ nên không để rễ tiếp xúc với ánh sáng

Hình ảnh do NASA cung cấp

Bước 2: Bước 1: Xây dựng khung

Khung có thể được xây dựng bằng bất kỳ vật liệu nào có trong tay. Đùn nhôm 80/20 là một cách dễ dàng để nhanh chóng tạo mẫu thiết kế vì nó có hình dạng và kích thước có thể. Các đường ray hình chữ U phía sau cũng có thể được xây dựng từ việc đùn nhôm 80/20 uốn cong và sẽ được sử dụng để xoay cây trong chu kỳ phát triển của chúng. Kích thước tổng thể của khối lập phương là 50x50x50 cm.

Bước 3: Khay trồng cây X18

Hệ thống sẽ có 18 khay riêng biệt, mỗi khay chứa 3 cây. Mỗi khay sẽ được đổ đầy bọt hồ cá màu đen làm chất trồng. Bọt này dùng để lọc nước trong bể cá nhưng cũng là một chất thay thế tuyệt vời cho chất bẩn cho cấu trúc rễ đang phát triển. Các khay sẽ bao gồm một đầu vào nước, cảm biến nước và một thanh đèn LED gắn bên dưới mỗi phần để chiếu sáng khu vực bên dưới.

Bước 4: Thêm Điện tử

Bước tiếp theo là luồn dây và dọi tất cả lại với nhau. Mô-đun màu xanh là bể dinh dưỡng cô đặc mỏng. Vì có 54 cây cần 100ml nước mỗi ngày nên cần 5,4L nước / ngày để tưới tất cả các cây. Vì vậy, dự kiến hệ thống sẽ được đưa vào trạm vũ trụ để cung cấp nguồn cấp nước chính. Mô-đun Đỏ chứa các thiết bị điện tử, máy bơm và bộ điều khiển công suất khác nhau. Mô-đun màu xanh lá cây là để lưu thông không khí.

Bước 5: Ý tưởng hoặc suy nghĩ khác:

• Có một “bộ lọc” hoặc môi trường khối rắn để nước được chuyển hướng tuần hoàn trong một khoảng thời gian nhất định cho đến khi dung dịch có mức dinh dưỡng thích hợp. Các yếu tố khác có thể được bỏ qua vì nước được chưng cất và không có sẵn các nguồn ô nhiễm khác. Theo thời gian, cây có thể thay đổi nước nhưng không phải là vấn đề nghiêm trọng vì cây hút nước và nước mới được bổ sung vào hệ thống đều đặn.
• Buồng thực vật có thể có cửa sổ hướng ra mặt trời tương tự như các tấm pin mặt trời. Các lớp phủ đặc biệt sẽ cần thiết để giảm lượng bức xạ độc hại cho cây trồng. Những tấm pin dài như tấm pin mặt trời có thể được tạo ra để tạo ra một nhà kính Không gian. Các tấm sẽ mở rộng ra để tạo ra băng chuyền giống như sản xuất thực phẩm trong không gian.
• Nén hạt vào một cuộn xốp để có thể không cuộn lại và cấy vào giá thể. Vì vậy, một dải mới được cắt và trồng với những hạt giống đã được phân phối sẵn trong đó.
• Thuốc hạt giống, viên con nhộng bạn thường ăn có chứa một loại hạt đang ở giai đoạn đầu phát triển. Nước sẽ hòa tan bên ngoài của viên nang và bắt đầu sự phát triển của hạt.
• Thực vật có thể tạo ra nhiều chất chống oxy hóa hơn do ánh sáng tia cực tím. Mặc dù thực vật không cần tia UV để phát triển, việc bổ sung tia UV có thể hỗ trợ việc sản xuất vi chất dinh dưỡng.
• Chuyển đổi giữa ánh sáng ban ngày và màu tím để bắt chước quá trình hô hấp tự nhiên của cây. Chỉ có một màu liên tục có thể không tốt cho chúng nhưng bằng cách thay đổi màu trắng sang màu tím thì cây có thể có khả năng “hô hấp” một cách tự nhiên để thúc đẩy sự phát triển tốt hơn.