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。

为了将植物生产模块纳入CELS，我们试图创建一个材料循环的模拟模型，预测材料平衡并计算物理化学或微生物处理所需的功能和功能。这次，我们使用仅由植物生产模块和住宅模块组成的简单系统创建了气体支出模型。该模型考虑了农作物的类型和所需的栽培空间，每种作物的生长模型以及每种作物的耕种期以及耕种期。考虑到营养需求和生产效率的风险率，确定了培养的作物量，六种农作物是候选者：大米，大豆，生菜，番茄，菠菜和马铃薯，并为三种农作物创建了一种生长模型：米饭，大豆和生菜。增长模型是从现有文献中选择的，部分通过将其修改为在受控环境条件下使用。模拟程序用C语言编写。该模型每天计算CO_2和O_2的吸收和排放。该模型的特征是栽培区域被分割和管理（改变移植和收获的频率）的想法。正如预期的那样，CO_2的需求和O_2排放将根据每种作物的耕种阶段发生显着变化，我们计算了耕作区域（移植和收获频率）与气体支出之间的关系。在一个示例的示例中，当盈余超过一定浓度时，确定了CO_2去除量的变化，被劝告释放的CO_2的量往往剩下额外的co_2，但据显示，增加分裂的数量会抑制CO_2的波动量。包括住宅模块在内的系统中CO_2供应和去除量的计算表明，由于每种作物的耕作天数和生长阶段的数量不同，因此CO_2短缺和CO_2盈余条件都可能取决于一年中的时间。