Muitas coisas mudam para os astronautas quando eles deixam a Terra e se dirigem ao espaço, mas pelo menos um permanece o mesmo:eles precisam de comida e água. A NASA concedeu recentemente financiamento a duas equipes da Universidade do Arizona para buscar água e cultivar alimentos no espaço.

Liderado por pesquisadores da Faculdade de Engenharia e da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida, as missões se concentram em coletar água da superfície lunar e melhorar as técnicas de produção de safras em microgravidade.

Coletando Água do Pólo Sul da Lua

Existem crateras no pólo sul da lua que permaneceram escuras por bilhões de anos, mas os cientistas encontraram evidências de que a região pode conter água. Não apenas crítico para sustentar a vida humana, a água pode ser usada em missões robóticas como combustível, um escudo de radiação ou uma forma de armazenamento de energia térmica.

Como parte do Artemis Student Challenge, A NASA concedeu quase US $ 1 milhão a oito equipes universitárias para desenvolver novos métodos de pesquisa, e, eventualmente, extrair, água dessas regiões permanentemente sombreadas.

Uma equipe conjunta de pesquisadores, liderado pela Colorado School of Mines em parceria com a University of Arizona, recebeu $ 114, 000 para um projeto que combina a potência do laser com FemtoSats - minúsculo, satélites descartáveis ​​do tamanho de uma barra de manteiga desenvolvidos no Laboratório UArizona SpaceTREx.

"Os alunos estão, na verdade, construindo um sistema inteiro, o que é muito raro de fazer, particularmente no campo aeroespacial, "disse Jekan Thanga, professor assistente de engenharia aeroespacial e mecânica e chefe do Laboratório SpaceTREx da Universidade do Arizona. "Nosso projeto é um trampolim para construir as tecnologias necessárias para prospectar e extrair água na superfície lunar."

A Escola de Minas do Colorado está explorando o conceito de uso de lasers para alimentar luzes e máquinas usadas na exploração lunar. Embora emparelhar lasers com "o lado negro da lua" possa parecer óbvio, os pesquisadores precisam de um baixo custo, maneira de baixo risco para testar a viabilidade do uso de sinais de laser para energia e comunicação em um ambiente lunar. Digite o FemtoSats.

"A coisa especial sobre esses caras (FemtoSats) é que eles são tão baratos que você pode enviar dezenas, centenas, talvez até milhares pelo preço de um satélite normal, "Thanga disse." Como o meio ambiente do pólo sul da lua é tão desconhecido para nós, espaçonaves descartáveis ​​são uma maneira perfeita de explorar essas regiões sem arriscar danos a espaçonaves mais caras. "

Na missão proposta, um laser montado na sonda pousará na superfície da lua e lançará o FemtoSats em diferentes pontos da superfície lunar usando um mecanismo tipo jack-in-the-box. O FemtoSats receberá o sinal do laser e o transmitirá de volta para demonstrar a validade do uso do laser para comunicação.

"Uma das coisas mais interessantes sobre este desafio é que vários dos conceitos, se for comprovado como viável como resultado desses prêmios, poderiam eventualmente ser integrados e operados juntos na superfície da lua, "disse Chad Rowe, gerente de projeto de Subsídio Espacial na Sede da NASA em Washington, D.C.

Os alunos da Universidade do Arizona envolvidos no projeto incluem o aluno de graduação Alvaro Diaz e os alunos de graduação Matthew Johnson e Viru Vilvanathan - todos da Faculdade de Engenharia. A equipe da Escola de Minas do Colorado é formada por alunos de graduação Ross Centers, David Dickson, Loren Kezer, Joshua Schertz e Adam Janikowski, liderado por George Sowers, professor de prática em engenharia mecânica.

Cultivando Culturas no Espaço

A exploração espacial tripulada há muito conquistou os corações e mentes de pessoas em todo o mundo. Contudo, um dos maiores obstáculos para a presença sustentada dos humanos na Lua e além permanece:um meio sustentável e eficiente de fornecer aos astronautas frutas e vegetais nutritivos e recém-cultivados.

O desafio? Gravidade zero. Para simplificar, a água se comporta de maneira diferente no espaço.

"Não há gravidade, então é muito diferente de regar um jardim em seu quintal, "disse Murat Kacira, diretor do Centro de Agricultura de Ambiente Controlado e professor do Departamento de Engenharia de Biossistemas. "Manter um equilíbrio adequado de água e nutrientes nas raízes e manter níveis de oxigênio suficientes para as plantações são problemas reais."

Vários sistemas de produção agrícola na estação espacial foram avaliados e demonstrados com sucesso, incluindo o Sistema de Produção de Biomassa, Sistema de Produção Vegetal e Habitat Vegetal Avançado.

No Sistema de Produção Vegetal, popularmente conhecido como VEGGIE, um jardim do tamanho de uma bagagem de mão normalmente contém cerca de seis plantas. Cada planta cresce em um "travesseiro" preenchido com um substrato de argila e fertilizante projetado para ajudar a distribuir água, nutrientes e oxigênio ao redor da zona radicular.

Contudo, desafios permanecem para a produção sustentada de alimentos.

Para melhorar os projetos atuais e apoiar seus objetivos de maior exploração espacial humana, A NASA concedeu US $ 1,12 milhão à Universidade do Arizona e outras quatro equipes investigativas. A carga:desenvolver um sistema aprimorado de fornecimento de água e nutrientes para o cultivo em condições de microgravidade que seja compatível com o espaço disponível limitado nos habitats da superfície lunar e nas espaçonaves.

Liderado por Kacira, a equipe do UArizona reúne vários pesquisadores por trás dos esforços de Prototype Lunar / Mars Greenhouse e Bioregenerative Life Support Systems, incluindo Phil Sadler, um botânico e inovador responsável pelo design geral e fabricação dos módulos Lunar / Mars Greenhouse, e Roberto Furfaro, diretor do Laboratório de Engenharia de Sistemas Espaciais da Faculdade de Engenharia.

"Com base em nossa história com sistemas de suporte de vida bioregenerativos, reunimos uma incrível equipe interdisciplinar de cientistas e engenheiros, "disse Kacira." A tecnologia que estamos desenvolvendo não apenas apóia o futuro na exploração espacial, mas pode ser usada para melhorar a produção de alimentos aqui mesmo na Terra. "

Outros membros da equipe incluem Kitt Farrell-Poe, chefe do Departamento de Engenharia de Biossistemas e especialista em processos biológicos, qualidade da água e sistemas de tratamento da água; Minkyu Kim, um engenheiro biomédico especializado em design e síntese de proteínas artificiais, física de polímeros e materiais macios; Barry Pryor, professor da Escola de Ciências Vegetais, especializado em gestão de fitossanidade, fitopatologia e micologia; John Adams, o vice-diretor da Biosfera 2 e um especialista em vida selvagem, pesca e biologia; e Neal Barto, um engenheiro de horticultura que apoiará o desenvolvimento de sensores, instrumentação e monitoramento do sistema.

A Universidade do Arizona também fará parceria com Stefania De Pascale, Veronica De Micco, Youssef Rouphael e Chiara Amitrano, da Universidade de Nápoles Federico II; Alberto Battistelli, Stefano Moscatello e Simona Proietti, do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália; Daniel Schubert do German AeroSpace Center; Cesare Lobascio e Giorgio Boscheri da Thales Alenia Space-Itália; e Gary Stutte da SyNRGE LLC.