環境制御生命維持システムにおける物質循環モデルの作成

环控生命保障系统物质循环模型的建立

• 批准号: 05856047
• 负责人: 後藤 英司
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05856047/
• 关键词: CELSS; 生長モデル; 物質循環; ガス収支

CELSS内に植物生産モジュールを組み込む場合について、物質循環のシミュレーションモデルを作成し、物質収支を予測し、物理化学的処理または微生物処理に必要な機能と能力を算定することを試みた。今回は、植物生産モジュールと居住モジュールだけで構成される簡単な系でガス収支モデルを作成した。モデルでは人間のガス収支量、人間1人当たりの栄養所要量から求める作物の種類と必要栽培空間、作物ごとの生長モデル、および栽培期間を考慮している。栽培する作物の栽培量は、栄養所要量と生産効率に危険率を考慮して求め、イネ、ダイズ、レタス、トマト、ホウレンソウ、バレイショの6作物を候補とし、このうちイネ、ダイズ、レタスの3作物について生長モデルを作成した。成長モデルは既存の文献から適当なものを選び出し、これを制御環境条件下用に一部分修正して利用した。シミュレーションプログラムは、C言語で作成した。モデルでは、日単位で作物および人間のCO_2とO_2の吸収・排出量を計算した。本モデルの特長は、栽培領域を分割して管理する(移植と収穫の頻度を変える)という考え方である。作物ごとに、栽培ステージによってCO_2要求量およびO_2排出量が大きく変化することが予想されたので、栽培領域の分割数(移植と収穫頻度)とガス収支の関係を調べる計算を行った。CO_2濃度がある濃度を越える余剰分を除去するとした場合のCO_2除去量の変化を求めた例では、呼気で放出されるCO_2量が光合成による吸収量を上回りCO_2が余る状態傾向にあるが、分割数を増やすと除去すべきCO_2量の変動が抑さえられることが明らかになった。居住モジュールを含めた系でのCO_2の供給・除去量を計算した結果、作物ごとに栽培日数、生長ステージが異なるため、時期によってCO_2不足とCO_2余剰のどちらの状態も発生する可能性が示された。

当将工厂生产模块纳入CELSS时，我们创建了物料循环模拟模型，预测物料平衡，并尝试计算物理化学或微生物处理所需的功能和能力。这次，我们使用仅由植物生产模块和居住模块组成的简单系统创建了气体平衡模型。该模型考虑了根据人体气体平衡、人均营养需求、每种作物的生长模式和栽培周期确定的农作物类型和所需栽培空间。综合考虑营养需求、生产效率以及风险因素，确定作物种植量，选取水稻、大豆、生菜、番茄、菠菜、马铃薯6种候选作物，建立生长模型。农作物。从现有文献中选择合适的生长模型并进行部分修改以在受控环境条件下使用。仿真程序是用C语言编写的。该模型计算了农作物和人类每天吸收和排放的CO_2和O_2的量。该模式的特点是划分和管理种植区域的概念（改变移栽和收获的频率）。由于预计每种作物的CO_2需求和O_2排放量会根据栽培阶段而发生显着变化，因此进行计算以检查栽培区域的划分数量（移植和收获频率）与气体平衡之间的关系。在计算去除超出一定浓度的过量CO_2浓度时去除的CO_2量变化的示例中，存在呼气中释放的CO_2量超过光合作用吸收量的趋势，留下过剩的CO_2可知增加数量可以抑制CO_2去除量的波动。计算包括住宅模块在内的系统中CO_2的供应和去除量的结果表明，由于每种作物的栽培天数和生长阶段不同，因此可能会出现CO_2缺乏和CO_2过剩，具体取决于不同的情况。一年中的时间。