EDEN ISS Projesi: Uzayda Güvenli Gıda Üretimi

Bilim insanları, uzay ortamına benzer ekstrem ortamlarda yaptıkları deneyler sonucu, elde edilen veriler doğrultusunda yeni teknolojiler geliştirmektedir. Bunlardan biri olan Antarktika’daki Alman Neumayer III istasyonuna gönderilen EDEN ISS Projesi hakkında yazdığımız bu yazımızda, tesisin genel yapısından ve projeden elde edilen veriler sonucunda uzay ortamları için tasarlanan seralardan bahsedeceğiz.

Kısaltmalar;

Future Exploration Greenhouse (FEG), Mars-Lunar Greenhouse (MLGH), Self-deployable Habitat for Extreme Environments (SHEE)

EDEN ISS Projesi Amacı

Kontrollü tarım teknolojilerini geliştirmek için bitki yetiştirme teknolojilerinin, dünya üzerinde denenmesine ve bunların uzayda uygulanmasına odaklanmıştır. EDEN ISS, Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) ve gelecekteki yaşam alanları için güvenli gıda üretim teknolojileri geliştirmektedir.

EDEN ISS’te;

• Gelişmiş Bir Besin Dağıtım Sistemi,
• Yüksek Performanslı Bir Led Aydınlatma Sistemi,
• Bir Biyo-Tespit ve Dekontaminasyon Sistemi,
• Gıda Kalitesi ve Güvenliği Teknolojileri Geliştirilmektedir.

Ekim 2017’de tesisin tamamı Antarktika’daki Alman Neumayer III istasyonuna gönderildi. Bu istasyon zorlu şartlarda bitki yetiştiriciliğini test etmek için benzersiz yeteneklere ve altyapıya sahiptir.  Alfred-Wegener Enstitüsü tarafından işletilmekte olan EDEN ISS, konteyner büyüklüğündeki serası aktif olduğu 4 yıl boyunca Neumayer Station III ekibine yıl boyunca taze gıda takviyesi sağladı. Bu proje, Avrupa Birliği’nin Araştırma ve Yenilik Eylem programı Horizon 2020 kapsamında ‘Uzay keşif / Yaşam desteği’ başlığı altında düzenlenin bir projedir. Proje Mart 2015’te başlamış ve Şubat 2019’da sona ermiştir.

Ekipte birçok üye ülkenin katılımı ve çeşitli üniversiteler yer aldı. Bunlardan birisi de Robert Ferl ve Dr. Anna-Lisa Paul liderliğindeki Florida Üniversitesi ekibi, Florida’daki spektral görüntüleme donanımının test edilmesiyle ve aynı zamanda Wageningen Üniversitesi’ndeki EDEN ISS proje ortaklarıyla işbirliği içinde projede aktif rol aldı. Ürünlerin erken sağlık durumu bilgilerini sağlamak için Mobil Test Tesisine çok dalga boylu görüntüleyiciler yerleştirildi. Uzay uçuşu bitki büyümesi ve görüntüleme uzmanlığı ile birlikte, geliştirilen görüntüleme sistemlerinin daha fazla denenmesi için Bremen, Almanya’da ve EDEN ISS’in montaj, entegrasyon ve test aşamasında gerçekleşmiştir.

İlginizi Çekebilir: EDEN Luna Tesisi: Tüm Özellikleri ve Bilinmesi Gerekenler

EDEN ISS Projesi Teknik Yapısı

EDEN ISS, konteyner tasarımına sahiptir, içerisinde bulunan belli başlı üniteler aşağıdaki gibidir. Yazımızda yüzeysel olarak değinilmiştir.

• Yapısal tasarım
• Atmosfer yönetim sistemi
• Aydınlatma ve termal sistem
• Besin teslimat sistemi
• Veri taşıma ve gözlem sistemi

Atmosfer Yönetim Sistemi

İdeal bitkisel ürün verimi için seranın temel önceliği hava akımını düzenlemektir. Proje için, Atmosfer Yönetim Sistemi (AMS) kullanılmıştır. Taze hava (nispeten soğuk, kuru ve CO2 bakımından zengin) bitkilere verilir. Bitki yaprakları, üst seviyelerde ekinlere hava akışını engeller Bu nedenle, rafların yanlarına sekiz yatay hava besleme kanalı yerleştirilmiştir; FEG (Gelecek keşif serası), dikey büyüme seviyelerinin istiflenmesi kullanılarak, mevcut hacim içindeki mahsul yetiştirme alanını en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır.

Aydınlatma ve Termal Sistem

FEG içerisindeki bitki yetiştirme rafları su soğutmalı LED lambalarla donatılmıştır. Toplamda, Şema.1’de gösterildiği gibi seviye başına iki adet 42 lamba vardır. Lambalar, tüm büyüme evrelerinde en uygun aydınlatmayı sağlamak için iki konum arasında hareket edebilir. LED lambaların kendisi, Heliospectra’nın (Göteborg, İsveç) EDEN ISS projesi için özel olarak geliştirilmiştir. Lambalar, lambanın yüksekliğini azaltmak ve sera atmosferini ısıtmadan aşırı ısıyı gidermek için orijinal hava soğutmalı ısı değişimine sahip LX 601 Heliospectra panellerine dayanmaktadır. Her bir lamba, dört farklı dalga boyunda (kırmızı: 630 nm, mavi: 450 nm, uzak kırmızı: 735 nm, beyaz: 5700 K) LED’lere sahiptir.(Resim.1)

Veri Taşıma Sistemi ve Gözlem

FEG’in performans izlemesinin kilit noktalarından biri, bitki sağlığı izlemesi dir. Çoğu bitki hastalığının erken saptanması ve daha sonra düzeltici faaliyetlerin aktivasyonu için yerel operatöre profilaktik önlemleri değerlendirmek için bir tesis izleme sistemi öngörülmüştür.

Sera testlerinden elde edilen bulgulardan ve Antarktika’daki 12 aylık görev simülasyonundan elde edilen sonuçlarla, gelecek ay veya Marslı bir keşif serası için tasarım çözümleri üretilmiştir. Dünya dışı sera tasarımına yardımcı olacak mühendislik, teknoloji ve mürettebat deneyimlerinin tasarımına dahil edildiği dört farklı uzay sera konsepti tasarlanmıştır.

• MarsPort 2002
• Biyo-Rejeneratif Yaşam Destek Sistemleri için Mars-Lunar Sera Prototipi (MLGH)
• Ay için bir Sera Tasarımı
• Sera (Aşırı Ortamlar İçin Kendine Yetebilen Habitat)

Biyo-Rejeneratif Yaşam Destek Sistemleri için Mars-Lunar Sera Prototipi (MLGH) çalışmasında, tasarımları yapan Arizona Üniversitesindeki ekibin içinde Dr. Murat Kacira’nda yer alıyor. Çalışma hakkında detaylı bilgiler aşağıdaki videoda yer verilmiştir.

Kaynaklar

1-EDEN ISS – Ground Demonstration of Plant Cultivation Technologies for Safe Food Production in Space

(https://eden-iss.net/)

2-Paul Zabel, Daniel Schubert and et all, German Aerospace Center (DLR), 28359 Bremen, Germany, Future Exploration Greenhouse Design of the EDEN ISS Project, 47th International Conference on Environmental Systems, 16-20 July 2016, Charleston, South Carolina

(https://www.researchgate.net/publication/320615345_Future_Exploration_Greenhouse_Design_of_the_EDEN_ISS_Project)

3- EDEN ISS – A Sımulatıon Testbed Of An Advanced Exploratıon Desıgn Concept For A Greenhouse For Moon And Mars, HUMAN SPACEFLIGHT SYMPOSIUM, Advanced Systems, Technologies, and Innovations for Human Space Flight, 69th International Astronautical Congress (IAC), Bremen, Germany, 1-5 October 2018.

(https://www.liquifer.com/wp-content/uploads/2013/08/EDEN-ISS-IAC-18B3714x47710.pdf)