устройство для выращивания высших культурных растений в космосе и способ доставки его на орбиту космического аппарата

Формула изобретения

1. Устройство для доставки и выращивания луковичных растений в космосе, содержащее два идентичных блока с корпусами в виде прямоугольных параллелепипедов для двух растений луковичного типа в каждом блоке, имеющих для каждого растения по одному гнезду с устройством фиксации положения луковицы в виде двух пружин с кольцом; по одному конусообразному воздухозаборнику с отверстиями по его образующей, сообщающимися с внутренней полостью гнезда, а также два поливочных штуцера со шлангом в боковой стороне каждого блока; кроме того, в крышке одного из блоков смонтирован ориентирный прижимной штырь и ответное отверстие в крышке другого блока.

2. Способ доставки устройства для выращивания луковичных растений на орбиту космического аппарата, в котором осуществляют засыпку субстрата в каждый блок, изолируют отверстия гнезд; формируют из двух блоков устройство для доставки на орбиту, при этом первый блок переворачивают вниз с ориентацией его прижимных колец в конусообразные воздухозаборники второго блока с последующей вставкой ориентирного прижимного штыря второго блока в ответное отверстие в крышке первого блока; скрепляют боковые поверхности корпусов первого и второго блоков разъемными соединениями при доставке на борт космической станции.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для выращивания высших культурных растений в космических условиях с научной и прикладной целью.

Известны конструкции применявшихся ранее устройств для выращивания растений без почвы в экстремальных условиях, а также выращивания клеток и микроорганизмов в условиях космического полета при малых значениях гравитации и нагрузок (а.с. №93018747, №2178637, №2005778).

В качестве наиболее близкого аналога выбрана конструкция устройства по а.с. №2092019, содержащего выполненную из прозрачного материала емкость для почвы (или субстрата), подвешиваемую на гибких тягах посредством разъемных элементов, приспособление для полива растений и отражатель светового потока.

Главным недостатком существующих конструкций устройств для выращивания растений в экстремальных условиях является сложность их изготовления и использование в конструкции устройств элементов из дорогостоящих и энергоемких материалов. Так, например, в конструкции устройства по а.с. №2092019 используются гофрированные материалы, изготовление которых потребует дополнительных энергозатрат. Следует отметить также ограничения по применимости известных устройств для выращивания высших культурных растений, связанные с использованием устройств преимущественно в условиях гравитационного поля Земли. При выращивании высших культурных растений, в частности лука, в условиях космического полета на борту космической станции особенно важным фактором при выборе конструкции устройства становится его вес, поскольку доставка на борт каждого килограмма груза является чрезвычайно дорогостоящей.

Прототип для заявляемого способа не найден.

Задачей изобретения являлось осуществление доставки исходного растительного материала в удобном для транспортировки виде, чтобы, тем самым, обеспечить сохранность исходного материала, а также уменьшение габаритов и веса изделия.

Предлагаемое устройство для доставки и выращивания луковичных растений в космосе состоит из, по крайней мере, двух идентичных блоков в виде прямоугольных параллелепипедов для двух растений луковичного типа в каждом блоке, имеющих для каждого растения по одному гнезду с устройствами фиксации положения луковицы, например, в виде двух пружин с кольцом из нержавеющей стали, при этом одни концы пружин закреплены винтами на корпусе устройства, а другие концы закреплены на прижимном кольце; по одному конусообразному воздухозаборнику с отверстиями по его образующей, сообщающимися с внутренней полостью гнезда, и по два поливочных штуцера со шлангом в боковой стороне блока; кроме того, в крышке одного из блоков смонтирован ориентирный прижимной штырь и ответное отверстие в крышке другого блока.

Способ доставки устройства для выращивания луковичных растений на орбиту космического аппарата заключается в следующем:

осуществляют засыпку субстрата в каждый блок, изолируют отверстия гнезд во избежание попадания песчинок субстрата в гермоотсек модуля; формируют из двух блоков устройство для доставки на орбиту, при этом первый блок переворачивают вниз с ориентацией прижимных колец устройств фиксации положения луковицы в конусообразные воздухозаборники второго блока с последующей вставкой ориентирного прижимного штыря второго блока в ответное отверстие в крышке первого блока;

скрепляют боковые поверхности корпусов первого и второго блоков разъемными соединениями для надежного крепления блоков друг с другом при доставке на борт космической станции.

На фиг.1 показан вид блока сверху; на фиг.2 показано сечение блока предлагаемого устройства; на фиг.3 показан вид устройства из двух блоков для доставки на орбиту,

где: 1 - корпус;

2 - винт;

3 - поливочные штуцера;

4 - шланг;

5 - поджимающая гайка;

6 - шайба;

7 - фторопластовая прокладка;

8 - крепежные винты;

9 - ворсовая молния;

10 - конусообразный воздухозаборник;

11 - крышка;

12 - ориентирный прижимной штырь;

13 - прижимное кольцо;

14 - луковица;

15 - пружины;

16 - гнездо;

17 - тканевый чехол;

18 - субстрат;

19 - отверстия воздухозаборника.

Каждый блок имеет корпус 1, в котором выполнено, по крайней мере, одно гнездо 16 для растения, например, луковичного типа и, по крайней мере, один воздухозаборник 10, например конусообразный. В боковой стороне корпуса 1 выполнен, по крайней мере, один поливочный штуцер 3, который снаружи по диаметру изолирован фторопластовой прокладкой 7, шайбой 6 и поджимающей гайкой 5, со шлангом 4, например тефлоновым.

Вокруг гнезда 16 смонтировано устройство фиксации положения луковицы, например, в виде двух пружин 15 и прижимного кольца 13 из нержавеющей стали, одни концы которых закреплены элементами крепления, например винтами 2, на корпусе 1, а другие концы пружин закреплены на прижимном кольце 13.

Под гнездо 16 помещен тканевый чехол 17. В воздухозаборнике 10 по его образующей выполнены отверстия 19, сообщающиеся с внутренней полостью гнезда 16.

Перед тем как залить воду в субстрат 18 корпуса 1, с поливочного штуцера 3 стягивают тефлоновый шланг 4 и через него нагнетают воду в субстрат 18. После достаточного полива субстрата 18 водой тефлоновый шланг 4 снова надевают на поливочный штуцер 3. Полив осуществляют поочередно через правый и левый штуцера 3.

В режиме подготовки устройства к доставке на орбиту космической станции для заправки блоков субстратом 18 необходимо демонтировать крепежные винты 8 блока, поднять крышку 11 и засыпать субстрат 18 во внутреннюю часть корпуса 1 до неполного наполнения. Затем изолировать отверстия гнезд 16 во избежание попадания песчинок сыпучего субстрата 18 в гермоотсек модуля космической станции, например, тканевым чехлом 17.

Затем крышка 11 устанавливается на тканевый чехол 17 и прижимается к выступающим частям корпуса крепежными винтами 8.

После осуществления заправки первого блока его переворачивают вниз, ориентируя при этом прижимное кольцо 13 устройства фиксации положения луковицы для каждой луковицы первого блока в конусообразный воздухозаборник 10 второго блока, и затем надевают ориентирный прижимной штырь 12 на крышке 11 второго блока на ответное отверстие в крышке 11 первого блока.

В заключительной стадии сборки устройства для надежного крепления блоков друг с другом при доставке на борт космической станции боковые поверхности корпусов блоков скрепляются разъемными соединениями, например полосами ворсовой молнии 9.

На одном установленном субстрате 18 можно провести до шести посадок культурных растений. После этого субстрат 18 подлежит очистке методом проливки дистиллированной водой и затем либо используется вновь, либо заменяется на другой субстрат.

Предлагаемое устройство для выращивания высших культурных растений в космосе конструктивно выполнено из легковесного алюминиевого сплава марки АМг-6, поверхности устройства дополнительно защищены от коррозии слоем, полученным методом глубокого анодирования поверхностей, для предотвращения окисления при соприкосновении с влагой, что увеличивает надежность устройства и длительность его эксплуатации.

Все крепежные винты, держатели, а также устройство фиксации положения луковицы выполнены из нержавеющей стали.

Предлагаемое устройство отличается малыми габаритами, просто в изготовлении, и выполнено из доступных и недорогостоящих материалов. Эксплуатация данного устройства не требует определенных условий и энергоресурсов.

Общий вес двух заправленных блоков составляет 1 кг 200 г, в каждый блок по отдельности заправляется по 200 г субстрата.

Проведенные лабораторные испытания с данным устройством по выращиванию луковичных культур в космических условиях показали хорошие результаты: из каждой луковицы выращивалось по 10-12 побегов.