Muchas cosas cambian para los astronautas cuando abandonan la Tierra y se dirigen al espacio, pero al menos uno sigue siendo el mismo:necesitan comida y agua. La NASA otorgó recientemente fondos a dos equipos de la Universidad de Arizona para buscar agua y cultivar alimentos en el espacio.

Dirigido por investigadores de la Facultad de Ingeniería y la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, las misiones se centran en recolectar agua de la superficie lunar y mejorar las técnicas para la producción de cultivos de microgravedad.

Recolectando agua del Polo Sur de la Luna

Hay cráteres en el polo sur de la luna que han permanecido oscuros durante miles de millones de años, pero los científicos han encontrado evidencia de que la región puede contener agua. No solo es fundamental para sustentar la vida humana, el agua se puede utilizar en misiones robóticas como combustible, un escudo de radiación o una forma de almacenamiento de energía térmica.

Como parte de su Artemis Student Challenge, La NASA otorgó casi $ 1 millón a ocho equipos universitarios para desarrollar nuevos métodos de búsqueda, y eventualmente extraer, agua de estas regiones permanentemente en sombra.

Un equipo conjunto de investigadores, dirigido por la Escuela de Minas de Colorado en asociación con la Universidad de Arizona, recibió $ 114, 000 para un proyecto que combina la potencia del láser con FemtoSats:diminuto, satélites desechables del tamaño de una barra de mantequilla desarrollados en el Laboratorio UArizona SpaceTREx.

"Los estudiantes están construyendo un sistema completo, lo cual es muy raro de hacer, particularmente en el campo aeroespacial, "dijo Jekan Thanga, profesor asistente de ingeniería aeroespacial y mecánica y director del Laboratorio SpaceTREx de la Universidad de Arizona. "Nuestro proyecto es un trampolín para desarrollar las tecnologías necesarias para prospectar y extraer agua en la superficie lunar".

La Escuela de Minas de Colorado está explorando el concepto de usar láseres para encender luces y maquinaria utilizada para la exploración lunar. Aunque emparejar láseres con "el lado oscuro de la luna" puede parecer una obviedad, los investigadores necesitan un Manera de bajo riesgo para probar la viabilidad de usar señales láser para energía y comunicación en un entorno lunar. Entra en los FemtoSats.

"Lo especial de estos tipos (FemtoSats) es que son tan económicos que puedes enviar decenas, cientos, tal vez incluso miles por el precio de un satélite normal, ", Dijo Thanga." Dado que el entorno del polo sur de la luna es tan desconocido para nosotros, Las naves espaciales desechables son una manera perfecta de explorar estas regiones sin arriesgarse a dañar las naves espaciales más caras ".

En la misión propuesta, un láser montado en un módulo de aterrizaje aterrizará en la superficie de la luna y lanzará los FemtoSats a diferentes puntos de la superficie lunar utilizando un mecanismo similar a un jack-in-the-box. Los FemtoSats recibirán la señal del láser y la transmitirán de regreso para demostrar la validez de usar el láser para la comunicación.

"Una de las cosas más interesantes de este desafío es que varios de los conceptos, si se demuestra que es viable como resultado de estos premios, eventualmente podrían integrarse y operarse juntos en la superficie de la luna, "dijo Chad Rowe, gerente interino del proyecto Space Grant en la sede de la NASA en Washington, CORRIENTE CONTINUA.

Los estudiantes de la Universidad de Arizona involucrados en el proyecto incluyen al estudiante de posgrado Álvaro Díaz y los estudiantes de pregrado Matthew Johnson y Viru Vilvanathan, todos en la Facultad de Ingeniería. El equipo de la Escuela de Minas de Colorado está formado por estudiantes graduados de los Centros Ross, David Dickson, Loren Kezer, Joshua Schertz y Adam Janikowski, dirigido por George Sowers, profesor de práctica en ingeniería mecánica.

Cultivo de cultivos en el espacio

La exploración espacial tripulada ha capturado durante mucho tiempo los corazones y las mentes de personas de todo el mundo. Sin embargo, Uno de los principales obstáculos para la presencia sostenida de los seres humanos en la luna y más allá sigue siendo:un medio sostenible y eficiente de proporcionar a los astronautas frutas y verduras nutritivas y recién cultivadas.

¿El reto? Gravedad cero. Para hacerlo mas simple, el agua se comporta de manera diferente en el espacio.

"No hay gravedad, por lo que es muy diferente a regar un jardín en su patio trasero, "dijo Murat Kacira, director del Centro de Agricultura de Ambiente Controlado y profesor del Departamento de Ingeniería de Biosistemas. "Mantener un equilibrio adecuado de agua y nutrientes en las raíces y mantener niveles suficientes de oxígeno para los cultivos son problemas reales".

Se han evaluado y demostrado con éxito varios sistemas para la producción de cultivos en la estación espacial, incluyendo el Sistema de Producción de Biomasa, Sistema de producción de hortalizas y hábitat vegetal avanzado.

En el Sistema de Producción Vegetal, popularmente conocido como VEGGIE, un jardín del tamaño de una pieza de equipaje de mano suele contener unas seis plantas. Cada planta crece en una "almohada" llena de un sustrato de arcilla y fertilizante diseñado para ayudar a distribuir el agua. nutrientes y oxígeno alrededor de la zona de la raíz.

Sin embargo, Sigue habiendo desafíos para la producción sostenida de alimentos.

Mejorar los diseños actuales y respaldar sus objetivos para una mayor exploración espacial humana, La NASA ha otorgado $ 1.12 millones a la Universidad de Arizona y otros cuatro equipos de investigación. El cargo:desarrollar un sistema mejorado de suministro de agua y nutrientes para cultivos en condiciones de microgravedad que sea compatible con el espacio limitado disponible en los hábitats de la superficie lunar y las naves espaciales.

Dirigido por Kacira, El equipo de UArizona reúne a varios investigadores detrás de los esfuerzos de los sistemas de soporte vital biorregenerativo y de invernadero prototipo Lunar / Mars de la universidad, incluido Phil Sadler, un botánico e innovador responsable del diseño general y la fabricación de los módulos del invernadero Lunar / Mars, y Roberto Furfaro, director del Laboratorio de Ingeniería de Sistemas Espaciales de la Facultad de Ingeniería.

"Basándonos en nuestra historia con sistemas de soporte vital biorregenerativos, hemos reunido un increíble equipo interdisciplinario de científicos e ingenieros, ", dijo Kacira." La tecnología que estamos desarrollando no solo respalda el futuro en la exploración espacial, sino que puede usarse para mejorar la producción de alimentos aquí mismo en la Tierra ".

Otros miembros del equipo incluyen a Kitt Farrell-Poe, jefe del Departamento de Ingeniería de Biosistemas y experto en procesos biológicos, sistemas de tratamiento de agua y calidad del agua; Minkyu Kim, un ingeniero biomédico especializado en diseño y síntesis de proteínas artificiales, física de polímeros y materiales blandos; Barry Pryor, un profesor de la Facultad de Ciencias Vegetales que se especializa en la gestión de la sanidad vegetal, fitopatología y micología; John Adams, el subdirector de Biosfera 2 y experto en vida silvestre, pesca y biología; y Neal Barto, un ingeniero hortícola que apoyará el desarrollo de sensores, instrumentación y monitoreo del sistema.

La Universidad de Arizona también se asociará con Stefania De Pascale, Verónica De Micco, Youssef Rouphael y Chiara Amitrano de la Universidad de Nápoles Federico II; Alberto Battistelli, Stefano Moscatello y Simona Proietti del Consejo Nacional de Investigación de Italia; Daniel Schubert del Centro Aeroespacial Alemán; Cesare Lobascio y Giorgio Boscheri de Thales Alenia Space-Italy; y Gary Stutte de SyNRGE LLC.