При разработке нашей платформы жизнеобеспечения, она получила кодовое название «Флора-КАСУ», мы использовали все накопленные в проекте «БИОС-3» знания.
«Свартальфахейм» будет оборудован замкнутыми контурами жизнеобеспечения. Первый из них, замкнутый цикл кислород-углекислый газ, — появился кадр презентации, отражающий расход кислорода. — В течение суток взрослый человек потребляет пятьсот пятьдесят литров чистого кислорода. Платан около сорока метров высотой, за сутки выделяет всего девяносто литров кислорода или четырнадцать процентов от суточной потребности человека. Чтобы обеспечить потребности в кислороде только одного человека потребуется выделить под деревья пятьдесят восемь тысяч кубометров подземного пространства.
— Мы не потянет такой объём! — выкрикнули из атриума.
— Это я вам ещё потребности промышленных кластеров не озвучила, только один конвертер десять тысяч человек запросто переплюнет. Некоторые виды деревьев, например, тополь более эффективно вырабатывают кислород, — продолжила Ирина. — Но эффективней всего синтезирует кислород хлорелла. Да, да, обычная хлорелла. Тридцать литров водорослевого реактора высокой плотности, до миллиарда клеток хлореллы в кубическом сантиметре раствора, хватит для обеспечения воздухом одного человека.
Водорослевый реактор поглощает углекислый газ в четыреста раз эффективней деревьев! Колония клеток в реакторе стабильна. Она не демонстрирует признаки старения и обладает свойствами само-регуляции. Клетки хлореллы делятся каждые девять часов и цикл регенерации кислорода происходит за двое суток. Помимо углекислого газа хлорелла отлично утилизирует окись углерода и метан, также вырабатываемые человеком при дыхании. Производство фотобиореакторов следует организовать в порядке высшего приоритета, — Ирина посмотрела на Павла.
— Если вы имеете ввиду полный цикл, на собственной элементной базе, то не ранее, чем через два года, — пояснил Павел. — Будем постепенно локализацию наращивать: светодиодные модули, нагревательные элементы, датчики, насосы… Универсальные реакторы объёмом двадцать, сто и тысячу литров делают с возможностью объединения в стойки. Реакторы, как батарейки будут вставлять в «гнёзда» и централизованно снабжать электричеством, питательным раствором и углекислым газом. Крышки со светодиодными лентами быстросъёмные, со встроенными магнитами, что значительно упростит их обслуживание.
— Фотобиореакторы, — продолжила Ирина, — будут использоваться для покрытия потребностей в кислороде проекта «Биосфера», промышленных кластеров и части технических помещений и складов. Жилые зоны и зоотроны обеспечат кислородом фитотроны (климатические камеры для выращивания растений в закрытом объёме, в регулируемых условиях с возможностью точного регулирования потока света, температуры и влажности), кормовые реакторы хлореллы и флоки, позже я расскажу, что это такое.
«Свартальфахейм» разделят на изолированные кластеры усреднённым объёмом миллион кубических метров каждый. Помещения внутри данных кластеров соединят с залами фотобиореакторов и, или с фитотронами, вентиляционными каналами нескольких сечений, оборудованных клапанами, демпферами, фильтрами и установками обеззараживания, датчиками уровня кислорода, метана и углекислого газа.
Резервирование на случай аварий предусматривает между кластерные вентканалы, адсорберы углекислого газа и тоннели газгольдеры, где будет храниться воздух под давлением триста атмосфер и питаемые от него независимые системы подачи воздуха. Вышеперечисленные меры обеспечат возможность регулирования в каналах содержание кислорода или углекислого газа, кратное резервирование кислорода на случай любой аварии и «сглаживание» циклов потребления кислород-углекислый газ, который рассчитать точно не представляется возможным.
Второй по значению контур жизнедеятельности — круговорот питательных веществ. Для полностью замкнутого цикла, обеспечивающего одного испытателя ежедневным рационом в четыреста грамм свежих овощей и двести грамм зерна, в проекте «БИОС-3» потребовалось помещение объёмом триста двадцать кубометров, большую часть которого заняли фитотроны. Испытатели выращивали там следующие овощи карликовых сортов — сою, салат, солерос, лук, для получения растительного масла-чуфу, морковь, редис, свёклу, картофель, огурцы, щавель, капусту, укроп, лук. Все овощи были карликовых сортов. Карликовую пшеницу, имеющую укороченные стебли для уменьшения объёма несъедобной биомассы, выращивали конвейерным способом. Её урожайность достигала триста центнеров с гектара! Ничто не вечно под Луной! — Ирина вывела новые слайды. — За пятьдесят лет наука шагнула вперёд. Размещая лотки друг над другом в строго контролируемых температурных условиях, мы можем кратно повысить урожайность. Конструкция фитотрона из десяти слоёв позволит получать две тысячи тонн с гектара в год, что в шесть сот раз больше средних показателей. Использование двадцати двух часового интенсивного освещения в условиях высокой концентрации углекислого газа и бесперебойная подача питательных веществ, приводит к тому, что пшеница начинает плодоносить шесть раз в год.
Однако, мы пошли дальше и разработали концепцию автоматизированной теплицы шестого поколения, включающую «умные» датчики интернета вещей, микроконтроллеры, исполнительные механизмы, системы мониторинга и управления, которые будут работать в связке с системами автоматического полива, вентиляции и кондиционирования. В режиме реального времени такие датчики фиксируют данные о росте растений, орошении, наличии вредителей, чем сводят к минимуму применение ручного труда.
Универсальные оранжереи разной высоты и фитотроны типа «вертикальные фермы» образуют «многослойный» 3-D фитотрон с типовыми стеллажами и линейными направляющими из стали с напылением карбида вольфрама, по которым будут перемещаться портальные и вертикальные арки со специализированными насадками для сбора урожая, видеокамерами и светодиодными анализаторами биомассы, фрезами, триммерами, микроволновыми генераторами СВЧ для активации почв, блоками электроискрового уничтожения сорняков, лазерными головками, генераторами низкочастотных акустических колебаний и холодной плазмы для активации роста и стимулирования иммунитета растений.
По направляющим будут перемещаться склярные роботы с трёх и шести осевыми манипуляторами, оснащенные универсальными и специализированными, мягкими захватами для сбора плодов и ягод, секаторами, захватами для подвязки, захватами для транспортировки горшков и поддонов на склады и зоны холодной зимовки.
Позднее их дополнят каллаборативные роботы, действующие совместно с человеком и гибкие манипуляторы, типа щупальцев осьминога с искусственными мышцами, — речь Ирины сопровождалась видео фрагментами с демонстрацией работы устройств, которые убирали урожай клубники. — На направляющих помимо светодиодов будут фиксироваться рукава капельного полива и подачи углекислого газа, пчёлопроводы, датчики химического состава, освещённости, температуры, влажности и прочие. Форсунки генерации искусственного тумана, форсунки искусственного опыления. Датчики, манипуляторы и прочее оборудование полностью интегрированы в цифровую платформу «Флора», которая автоматически регулирует световой поток и спектр, температуру, влажность и прочие параметры для конкретного вида растений, стадий их развития и времени суток.
Контроллеры фитотронов генерируют оповещения и отчёты о производительности на основе данных датчиков и по видеокамерам. Данные отправляются на облачный сервер «Флоры» в режиме реального времени. Если кому интересно, подробней про данную платформу расскажут на специализированной конференции.
Ирина вывела в центр сцены новые диаграммы:
— Ознакомимся с технологиями, позволяющими значительно увеличить урожайность. Искусственный туман. Подобно природной росе он обеспечивает воздушную ирригацию почвы. Осевшая влага по свободным капиллярам уходит вглубь почвы не нарушая структуру и аэрацию
