JCN: Vector Equilibrium Food Concept: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Obrim amb el tràiler al proper vídeo "JCN and the Astronauts; an Epic Tale of Food and Fun in Outer Space".

El que vaig treure de les videoconferències del projecte és que ens hem de centrar en conceptes espacials i divertir-nos! Tinc una pilota …

M’acosto a aquest esforç amb un enfocament d’enginyeria bastant no mecanicista. Sovint faig obres d’art com a complement de tots els meus projectes i esforços. Una taca diferent sovint aporta noves idees i inspiració. Porteu-me aquí.

La meva afició és la jardineria. Fa temps que hi estic. També escric una metodologia original de jardineria anomenada "agricultura fractal". Però, com a jardiner ecològic, he hagut de llegir molt per ampliar el que podria fer créixer un jardí espacial. És molt diferent. Sobretot si es té en compte l’epigenètica.

Tinc dos objectius declarats. Primer per reduir el pes al mínim possible. El pes de la càrrega útil ho és tot. El pes total del projecte és A: Light Cage, 1331 grams, B: Root Ball 48 grams, C: Water Column 256 grams, i D: Power 1500 grams. El pes total de la càrrega útil és de només 3135 grams; gairebé la meitat es destina a la font d'alimentació. En cas contrari, estic desafiant-me a utilitzar tants mètodes i màquines disponibles al meu espai creador.

Es tracta d’una entrada de nivell professional.

Subministraments:

Materials

(2) BTF-Lighting WS2811 Tira LED dirigible Ultra brillant 5050 SMD RGB 60 LED / m 20 píxels / m 5 metres DC12V IP65 Recobriment de silicona impermeable

(1) Il·luminació Sistema de canals d'alumini LED en forma de V de 10 unitats d'il·luminació Extrusió de muntatge en cantonada negra anoditzada d'1 metre. Tall a 24 llargs de 300 mm.

(2) BTF-Lighting DC12V 6A 72W Font d'alimentació de plàstic

(2) Controlador de RF sense fils BTS-Lighting WS2811 DC5-12V de 14 tecles

(1) Ventilador d'escriptori USB personal SmartDevil petit

(1) Humidificador flotant Mini Dona Zerone USB Donuts

(1) Terrafibre Hemp Grow Mat 40 paquets de 5 "x5"

(1) Cinta d’embalatge de goril·la i cinta de doble mida.

Pas 1: Conceptes espacials 2D

El terme "concepte espacial" significa quelcom bastant específic per a un arquitecte. Aquest mètode d’anàlisi guia la mà d’un dissenyador en el desenvolupament de la fase conceptual. Sovint aquestes línies de construcció invisibles no es veuen i, tot i així, hi són donant forma a allò que d’una altra manera podria quedar il·limitat. Les formes naturals també segueixen les seves pròpies línies de força que desmenteixen la complexitat que percebem.

Aquests mètodes són un bon punt de partida.

En cas contrari, el diagrama bàsic situa la font d’aigua / nutrients al centre; contingut en una airosa "bola d'arrel". Les plantes d'enciam creixen cap a l'exterior i cap a la llum regulada.

Pas 2: Conceptes espacials en 3D

Els diagrames conceptuals en 3D són també simples, directes i interconnectats. Truncar el cub donat estableix zones d’espais servits i de servei. Els "bits" de les cantonades reserven zones per emmagatzemar aigua, electrònica, robòtica i sensors en el desenvolupament futur.

El cub truncat s’anomena cuboctaedre. Aquest sòlid arquimedià era la forma preferida de Buckminster Fuller per molts motius. Fins i tot va canviar el nom de Vector Equilibrium. El més valuós d’aquest esforç és el fet que el cuboctaedre conté perfectament la instància d’esferoides amb més densitat; 12 esferes s’uneixen més fortament al voltant d’una esfera central. Els límits de 500x500x500mm d’aquesta tasca permeten una unitat estàndard de 150mm a 175mm; que és perfecte per als nostres propòsits.

L’esfera central és un ideal que no és fàcil d’imprimir en una impressora 3D. No obstant això, podem utilitzar els plans imaginaris tangents entre cadascuna de les esferes per crear un poliedre anomenat dodecaedre ròmbic, que tingui 12 costats. Aquesta forma es pot imprimir en 3D amb un sol gruix de paret; sobretot si es cenelada la superfície.

Finalment, truncant el dodecaedre ròmbic es forma un cub. I tornem al començament a una altra escala.

Pas 3: Concepte de reg de l'òrbita terrestre baixa

Viouslybviament, el centre del cub és un punt de gran importància. La NASA sol comentar que l'aigua no actua com l'aigua a l'espai. Jo defensaria que l’aigua actua perfectament a l’espai. Tenim sentit i fem servir aquest fet de manera creativa al nostre favor. Inflar o desinflar una bola d’aigua al punt central seria una cosa fàcil de fer. Injecteu-lo amb nutrients segons sigui necessari. Introduïu un humidificador / atomitzador piezo ultrasònic a uns 1,7 Mhz. Això atomitzarà la superfície de la bola d’aigua en micro gotes a uns 3-5 micres, cosa ideal per a la captació d’arrels. Funciona molt bé per als enciams que són un alimentador lleuger i que necessiten menys nutrients. L’excés de nutrients en la solució pot obstruir els vaporitzadors d’ultrasons.

Vaig tenir la idea d’explorar això veient com una persona feia vapor en un cotxe que tenia al davant. El vapor va omplir completament la cabina del cotxe; tots els racons.

Veig la columna d’aigua com una pila de formes toroïdals. Un ventilador tipus Dyson, un motor sense escombretes, un pivot de rodament de boles i un misteri d'ultrasons.

Pas 4: Concepte de reg terrestre

El concepte terrestre de reg és pràcticament el mateix que l'espai; llevat que ha de considerar la gravetat, per descomptat. Com a tal, s’ha de contenir la bola d’aigua. I s’ha de dissenyar el pes combinat de l’arrel, 12 plantes i l’estructura de la torre.

Pas 5: concepte de pilota arrel

La bola d’arrel, que s’imprimeix en 3D en una sola paret PLA (mode gerro), és extremadament lleugera. Cal tenir cura en obrir els forats amb un Dremmel, ja que el plàstic compostable és força trencadís. El substrat vegetal es pot fabricar a partir de diversos materials. Provaré estores de cànem i coixinets fregadors de la marca 3M. Aplicaré 3 o 4 ninots d’agar i inseriré les llavors d’enciam, apuntant cap avall, al nutrient clar. L’agar alimenta la llavor primerenca, l’enganxa al coixinet i la manté al seu lloc independentment de l’orientació. Espero que funcioni!

Les arrels creixeran cap al coixinet i passaran a la cambra de les arrels. Les arrels es promocionaran al principi, però prou aviat utilitzaré protocols d’il·luminació per afavorir el desenvolupament de les fulles.

Pas 6: concepte de gàbia lleugera

La gàbia lleugera és un dispositiu bastant assenyat. Té 12 connectors impresos en resina 3D. Els dic tardigrades. També hi ha 24 canals de cantonada LED d'alumini de 300 mm idèntics que els spars. Aquests espars actuen estructuralment a la Terra, però també proporcionen un valuós dissipador de calor per als LED.

Fixeu-vos que el cuboctaedre es pot veure com compost per 4 hexàgons. Utilitzeu aquest fet quan considereu com instal·lar millor els vostres LED. Penseu-ho com un repte. He utilitzat dues tirades de LED programables ultrabrits regulables de 5 metres a 12V. Els puc fer gairebé qualsevol cosa.

Tingueu en compte que allà on els "spars" es creuen es troba directament sobre cadascuna de les plantes. La font més lluminosa és la sobrecàrrega. Una llum menor aporta llum des dels laterals.

Tingueu en compte també que els punts vèrtexs de l’arrel són els punts més oberts entre les plantes. Aquest seria el lloc ideal per localitzar futurs micro ventiladors segons sigui necessari.

Pas 7: construcció de gàbies lleugeres

Ha de ser bastant obvi com muntar la gàbia lleugera. 24 espars i 12 connectors de cantonada. Dos dels connectors s’imprimeixen amb obertures per dirigir la font d’alimentació d’una manera visual.

També recomano construir un estoig de viatge per fer de guia, suport i protector. La caixa té unes dimensions internes de 500x500x500mm i es considera fora de l’abast del projecte. És opcional, però crec que és una bona idea.

Quan finalitzi el disseny, ho enganxaré tot junt. El moment en què s’han de mantenir les connexions. Però, ara per ara, els espars i els connectors es mantenen units mitjançant una cinta d’embalatge Gorilla. La cinta adhesiva a la part posterior dels LED no serveix de res. Desposseiu-lo. Estic fent servir cintes de doble pal Gorilla per mantenir les tires de llum al seu lloc.

Pas 8: Elements de suport

Aquí teniu fotos de la meva estació de proves de ventiladors i humidificadors i del meu espai de treball.

Pas 9: Conclusions

Estic pràcticament a punt per començar a cultivar plantes.

Mai no estaré content ni acabarà de dissenyar la caixa de cultiu. Està dissenyat intencionadament perquè les parts es retirin, es reemplacin i es modifiquin.

Encara hi ha molt espai per millorar. I per a l’addició d’electrònica, sensors, automatització i robòtica. AI també.

La meva pròpia investigació és paral·lela d’aquest projecte. Aquest mes llanço una empresa d’R + D centrada en tecnologies arquitectòniques, tecnologia AG, projecció i cartografia làser i estructures d’espai profund. Tinc conceptes per a una sonda de Venus a gran altitud i una estructura autònoma de "hivernacle" per aparcar al punt L5 de Lagrange entre la Terra i la Lluna.

La NASA permet un ús raonable dels seus materials sempre que no s'utilitzi el logotip de mandonguilles.