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環控農業工程學期中報告

環控農業工程學期中報告. 題目 太空農業漫談 指導老師 方煒 教授 報告人 蕭世傑 年 級 博士班二年級 學 號 D89631004. 簡 介. 太空旅行＝天方夜譚？ 太空居住＝遙不可及的夢 ？. 簡 介. 當有朝一日美夢成真時 我們的旅遊與居住 真的會如同想像中快樂嗎. 簡 介. 不妨思考一下 可能會遭遇到哪些問題. 簡 介. 食物 與 資源回收再利用 應是首要解決的問題. 簡 介.

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環控農業工程學期中報告

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Presentation Transcript

  1. 環控農業工程學期中報告 題目 太空農業漫談 指導老師 方煒教授 報告人 蕭世傑 年 級 博士班二年級 學 號 D89631004

  2. 簡 介 太空旅行＝天方夜譚？ 太空居住＝遙不可及的夢？

  3. 簡 介 當有朝一日美夢成真時 我們的旅遊與居住 真的會如同想像中快樂嗎

  4. 簡 介 不妨思考一下 可能會遭遇到哪些問題

  5. 簡 介 食物與 資源回收再利用 應是首要解決的問題

  6. 簡 介 目前只能將在地球上生產（生長）的食物（作物）帶到太空中

  7. 為何要在太空中生產作物 在太空中生長作物 可以解決食物的問題

  8. 如何在太空中生產作物 必須在地球上 有一些初步研究之後 才能開始在太空中 生產作物

  9. 研究太空生長食物的大學 1.Utah State University：小麥 2.The University of Wisconsin: 馬鈴薯 3.Purdue University：萵苣 4.North Caroliha State University：大豆 5.the University of California at Davis：氮素

  10. 太空農業發展的三大方向 1.太空旅行 2.太空站 3.太空殖民地

  11. 太空農業研發計畫中較著名者包括 1. 第二生物球試驗:BIOSPHERE II, 美國 Arizona 州沙漠區，4對成年男女研究人員,1991 - 1993 第一次試驗。

  12. 太空農業研發計畫中較著名者包括 2.環境生態控制下維生系統: CELSS：Controlled Environment （ Ecological ） Life Support System，環境生態控制下的維生系統。 NASA 太空計畫 1991-1995。

  13. 太空農業研發計畫中較著名者包括 3. CBLSS：Controlled Bioregenerative L.S.S.，可控制的生質再生的維生系統。 NASA 目前之主要太空計畫之一

  14. 太空農業研發計畫中較著名者包括 4. BIOS-3: 前蘇聯太空計畫之一

  15. 太空農業研發計畫中較著名者包括 5.生物圈-J : 日本太空計畫之一

  16. 您不能不知道 運送一磅的物質 到太空中的花費？ 需要美金5000元

  17. 請 您 算 算 看 把一加侖（8.3磅）的水送到太空中需要多少錢？ 需要美金40000元 約折合台幣132萬元左右

  18. 在太空中需要做資源回收 在月球上洗一次澡 需要付出 相當高的代價

  19. 在太空中需要做資源回收 因為水的費用昂貴 所以在太空中的水 需要小心翼翼回收 並且循環再利用

  20. 在太空中需要做資源回收 我們呼出的二氧化碳 需要透過植物轉換 變成氧氣 被再次的利用

  21. 在太空中需要做資源回收 這意味著在太空中 幾乎所有的東西 都不能浪費 都需要回收再利用

  22. CELSS系統介紹 在太空中循環 利用的維生系統 NASA稱之為CELSS

  23. CELSS系統介紹 CELSS： Controlled Ecological Life Support System

  24. CELSS系統介紹 CELSS是由美國太空總署NASA資助研究建立的一套維生系統 。

  25. CELSS系統介紹 CELSS包含生物性的、物化性的過程，能夠將長途太空任務所需的食物、空氣、及水作再生循環利用。

  26. CELSS系統的介紹 利用生物再生CELSS系統 生產者的產物可以做為消費者的營養源

  27. CELSS系統的重要性 因為在太空中不可能用 化學方法製造 碳水化合物及蛋白質 所以 必須要有一個溫室系統

  28. CELSS系統的重要性 長期的太空任務如果能有一個溫室來生長作物不但可以循環利用廢棄物也可以利用植物來製造氧氣，更可以紓解太空人的身心

  29. 一位蘇聯太空人說 沒有（栽培）作物是不可能做長期、持續的太空任務

  30. CELSS與外界無任何質量傳遞 CBLSS 的主要精神在於強調系統的封閉與生質再生，系統與外界無任何質量傳遞，唯一的熱量傳遞將僅有太陽能

  31. 在CELSS中植物扮演的角色 在CELSS中植物扮演的角色包括吸收CO2，釋 出O2 ，食物生產與淨 化H2O。

  32. CELSS系統的功用 CLESS 提供 純化過的水和氧氣

  33. 在CELSS中選擇作物的條件 高產量，可食部份比例高，可食部份可完全消化，可自動化生產，體積小。

  34. 在CELSS中作物選擇的結果 小麥 稻米 馬鈴薯甘薯 大豆 花生 甜菜 萵苣

  35. CELSS系統之組成 這樣的系統模擬在地球上的光合成系統、呼吸系統來組成這個系統這也是唯一的一個穩定的再生的維生系統例子

  36. CELSS系統之組成 因為太空任務的關係，所以對於系統的設計有嚴格的要求，因此，系統的設備及電腦控制將適時的輔助這個再生系統。

  37. CELSS系統之組成 CELSS包含下列三大部分 1.BPC：生質生產艙 （Biomass Production Chamber） 2.作物處理系統 3.廢棄物處理系統

  38. Food Preparation Biomass Biomass Production Regeneration Gas & Liquid Processing control Waste Processing Crew Habitation Monitoring and

  39. 1. BPC 生質生產艙

  40. BPC 生質生產艙 在甘迺迪太空中心研發出一種 名為BPC（biomass production chamber）生質生產艙，為CELSS系統中最重要的部分。專責為生物產能的生產及大氣的循環 。

  41. BPC 生質生產艙之組成 1. HVAC： Heating, ventilation and air conditioning 加熱、通風、及空氣調節

  42. BPC 之HVAC系統 HVAC系統之加熱是藉由加熱線圈來作用，使熱水來作循環，冷卻則是用壓縮機來作熱交換。冷凝水也是會收集起來作再循環利用

  43. BPC生質生產艙之組成 2. Light：光源控制系統 利用HPS的光源，提供介於400-700 nm波長的光合作用有效光（PAR）

  44. BPC生質生產艙之組成 3. Nutrient delivery：營養傳輸系統 在BPC系統中共有64個0.245m2的植物生長的生長容器

  45. BPC生質生產艙之組成 4.控制及監測系統： 這個系統是由監視 控制及資料的取得 等部分組成

  46. BPC生質生產艙之組成 5. ACS： the atmospheric control system 大氣控制系統

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