Skip to content

Hyperbolic Field Agricultural Research Protocol / Протокол Сельскохозяйственного Исследования Гиперболических Полей #1

Open
Open
Hyperbolic Field Agricultural Research Protocol / Протокол Сельскохозяйственного Исследования Гиперболических Полей#1
@denisbanchenko

Description

@denisbanchenko
denisbanchenko
opened on Mar 15, 2026

ASRP Research Master Protocol

Hyperbolic Field Agricultural Research: Seed Germination and Plant Growth Enhancement

Исследование гиперболических полей в сельском хозяйстве: Прорастание семян и рост растений

📋 Document Information / Информация о документе

Field / Поле Value / Значение
Protocol Version / Версия протокола 8.3
Date / Дата March 2026 / Март 2026
Organization / Организация Advanced Scientific Research Projects (ASRP)
Repository / Репозиторий AdvancedScientificResearchProjects/Hyperbolic_Field_Agricultural_Study
Issue / Задача #1 Hyperbolic Field Agricultural Research Protocol_EN_RU
Languages / Языки English / Русский (Full Bilingual / Полный двуязычный)
Classification / Классификация Preclinical Research / Доклинические исследования

Table of Contents / Содержание

# English Русский
1 Executive Summary Краткое изложение
2 Scientific Background and Literature Review Научная основа и обзор литературы
3 Theoretical Framework Теоретическая база
4 Research Goals and Hypotheses Цели и гипотезы исследования
5 Experimental Design Дизайн эксперимента
6 Treatment Groups Группы обработки
7 Soil Substrate Matrix Матрица почвенных субстратов
8 Water Treatment Protocol Протокол обработки воды
9 Crystal Treatment Protocol Протокол кристальной обработки
10 Measurement and Data Collection Измерения и сбор данных
11 Statistical Analysis Plan План статистического анализа
12 Space Agriculture Programs Программы космического земледелия
13 Grant and Funding Opportunities Гранты и возможности финансирования
14 Economic Justification Экономическое обоснование
15 Research Team / Команда исследования
16 Collaboration / Коллаборация
17 Timeline and Milestones График и вехи
18 Risk Assessment Оценка рисков
19 Ethical and Regulatory Compliance Этическое и регуляторное соответствие
20 Data Management Plan План управления данными
21 Conclusion Заключение
22 References Ссылки

1. Executive Summary / Краткое изложение

English

The Hyperbolic Field Agricultural Research project is a multi-phase controlled scientific study designed to investigate the effects of hyperbolic field exposure on:

  1. Seed germination kinetics — time-to-sprout, germination percentage, uniformity
  2. Plant growth dynamics — biomass accumulation, morphological development, growth rate
  3. Agricultural yield optimization — final crop output, quality metrics
  4. Stress resilience — survival and growth in nutrient-poor soils
  5. Water-mediated effects — biological impact of hyperbolic field-treated irrigation water
  6. Crystal-based treatment — passive field exposure via programmed DAAT crystals

This research employs a randomized controlled trial (RCT) design with multiple treatment arms, control groups, and rigorous statistical validation.

Strategic Applications:

  • Terrestrial Agriculture — Enhanced yields, reduced chemical inputs, marginal soil cultivation
  • Extraterrestrial Agriculture — Crop cultivation on Mars, Moon, and space habitats

Русский

Проект Hyperbolic Field Agricultural Research представляет собой комплексное многофазное контролируемое научное исследование, предназначенное для изучения воздействия гиперболических полей на:

  1. Кинетику прорастания семян — время до прорастания, процент прорастания, равномерность
  2. Динамику роста растений — накопление биомассы, морфологическое развитие, скорость роста
  3. Оптимизацию урожайности — конечный выход культуры, метрики качества
  4. Стрессовую устойчивость — выживание и рост в бедных питательными веществами почвах
  5. Опосредованные водой эффекты — биологическое воздействие оросительной воды, обработанной гиперболическим полем
  6. Обработку на основе кристаллов — пассивное воздействие поля через программированные кристаллы DAAT

Это исследование использует дизайн рандомизированного контролируемого испытания (РКИ) с несколькими группами обработки, контрольными группами и строгой статистической валидацией.

Стратегические применения:

  • Наземное сельское хозяйство — Повышенные урожаи, сокращение химических удобрений, культивирование на маргинальных почвах
  • Внеземное земледелие — Выращивание культур на Марсе, Луне и космических станциях

2. Scientific Background and Literature Review / Научная основа и обзор литературы

2.1 Electromagnetic Field Effects on Seeds / Электромагнитные эффекты на семена

English

Physical pre-sowing stimulation of seeds using magnetic and electromagnetic fields has been investigated for several decades as a non-chemical method for improving plant germination and productivity.

Key Peer-Reviewed Studies:

Study / Исследование Authors / Авторы Journal / Журнал Year / Год DOI/Link
Effect of static magnetic field on germination and early growth characteristics in sunflower seeds Vashisth A., Nagarajan S. Journal of Plant Physiology 2010 https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.08.011
Exposure of maize seeds to stationary magnetic fields: effects on germination and early growth Flórez M., Carbonell M.V., Martínez E. Environmental and Experimental Botany 2007 https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2005.10.006
Effect of magnetic field on germination and yield of wheat Pietruszewski S., Kania K. International Agrophysics 2010 https://www.international-agrophysics.org
Magnetic field treatments improves sunflower yield Afzal I. et al. Molecules 2021 https://doi.org/10.3390/molecules26072022

Русский

Физическая предпосевная стимуляция семян с использованием магнитных и электромагнитных полей исследуется уже несколько десятилетий как нехимический метод улучшения прорастания и продуктивности растений.

Ключевые рецензируемые исследования:

Исследование / Study Авторы / Authors Журнал / Journal Год / Year DOI/Ссылка
Воздействие статического магнитного поля на прорастание и характеристики раннего роста семян подсолнечника Вашиштиш А., Нагараджан С. Journal of Plant Physiology 2010 https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.08.011
Воздействие стационарных магнитных полей на семена кукурузы: эффекты на прорастание и ранний рост Флорез М., Карбонелл М.В., Мартинес Э. Environmental and Experimental Botany 2007 https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2005.10.006
Влияние магнитного поля на прорастание и урожайность пшеницы Петрушевски С., Каня К. International Agrophysics 2010 https://www.international-agrophysics.org
Обработка магнитным полем улучшает урожайность подсолнечника Афзал И. и др. Molecules 2021 https://doi.org/10.3390/molecules26072022

2.2 Water Structure and Electromagnetic Treatment / Структура воды и электромагнитная обработка

English

Water structure modification through electromagnetic or magnetic treatment has been proposed as a mechanism affecting biological systems.

Key Publications:

Study / Исследование Authors / Авторы Journal / Журнал Year / Год DOI/Link
Water Dynamics in Cell Biology: A Review Pollack G. et al. Cellular and Molecular Bioengineering 2008 https://doi.org/10.1007/s12195-008-0014-x
Application of magnetic technologies in desalination and irrigation water treatment Hilal M.H., Hilal M.M. Desalination 2011 https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.067
Magnetically treated water in agriculture Selim M.M. Agricultural Water Management 2018 https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.06.028

Русский

Модификация структуры воды посредством электромагнитной или магнитной обработки была предложена как механизм, влияющий на биологические системы.

Ключевые публикации:

Исследование / Study Авторы / Authors Журнал / Journal Год / Year DOI/Ссылка
Динамика воды в клеточной биологии: Обзор Поллак Г. и др. Cellular and Molecular Bioengineering 2008 https://doi.org/10.1007/s12195-008-0014-x
Применение магнитных технологий в опреснении и обработке оросительной воды Хилал М.Х., Хилал М.М. Desalination 2011 https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.067
Магнитно-обработанная вода в сельском хозяйстве Селим М.М. Agricultural Water Management 2018 https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.06.028

3. Theoretical Framework / Теоретическая база

3.1 Historical Context of Biological Field Integration / Исторический контекст интеграции биологических полей

English

Key Theoretical Foundations:

Theory / Теория Proponent / Сторонник Year / Год Key Concept / Ключевая концепция
Noosphere / Ноосфера Vladimir Vernadsky / Владимир Вернадский 1945 Planetary sphere of mind and biological integration
Gaia Hypothesis / Гипотеза Геи James Lovelock / Джеймс Лавлок 1972 Earth as self-regulating living system
Plant Communication Networks / Сети коммуникации растений Suzanne Simard / Сюзанна Симар 1997 Mycorrhizal networks connecting plants

Русский

Ключевые теоретические основы:

Теория / Theory Сторонник / Proponent Год / Year Ключевая концепция / Key Concept
Ноосфера / Noosphere Владимир Вернадский 1945 Планетарная сфера разума и биологической интеграции
Гипотеза Геи / Gaia Hypothesis Джеймс Лавлок 1972 Земля как саморегулирующаяся живая система
Сети коммуникации растений / Plant Communication Networks Сюзанна Симар 1997 Микоризные сети, соединяющие растения

4. Research Goals and Hypotheses / Цели и гипотезы исследования

4.1 Primary Research Goals / Основные цели исследования

Goal ID / ID цели Goal / Цель Metric / Метрика Target / Цель
G1 Germination acceleration / Ускорение прорастания Time to 50% germination (T50) -20-40% vs control
G2 Germination rate enhancement / Увеличение процента прорастания Final germination percentage +10-20% vs control
G3 Growth rate increase / Увеличение скорости роста Biomass accumulation rate +15-30% vs control
G4 Stress resilience / Стрессовая устойчивость Survival rate in poor soil >80% in regolith simulant
G5 Yield optimization / Оптимизация урожайности Final crop mass per plant +10-25% vs control
G6 Water treatment effects / Эффекты обработки воды Growth with treated water Comparable to direct exposure
G7 Crystal treatment validation / Валидация кристальной обработки Crystal vs emitter comparison Non-inferior to emitter

5. Experimental Design / Дизайн эксперимента

5.1 Study Phases / Фазы исследования

Phase / Фаза Duration / Длительность Purpose / Назначение
Phase 0: Pilot / Пилотная 7 days / 7 дней Protocol validation, equipment calibration
Phase 1: Baseline / Базовая 15 days / 15 дней Control group establishment
Phase 2: Channel Testing / Тестирование каналов 45 days / 45 дней Channels 17, 19, 21 testing
Phase 3: Water Treatment / Обработка воды 30 days / 30 дней Irrigation water exposure arm
Phase 4: Crystal Treatment / Кристальная обработка 30 days / 30 дней Passive crystal exposure arm
Phase 5: Growth Monitoring / Мониторинг роста 60-90 days / 60-90 дней Post-treatment growth observation
Phase 6: Harvest Analysis / Анализ урожая 14 days / 14 дней Final yield and quality assessment

Total Study Duration / Общая длительность исследования: 196-226 days (~6.5-7.5 months / ~6,5-7,5 месяцев)

6. Treatment Groups / Группы обработки

6.1 Complete Treatment Matrix / Полная матрица обработки

Group ID / ID группы Treatment / Обработка Channel / Канал Exposure Type / Тип воздействия N (seeds) / N (семян)
C0 Control (Sham) / Контроль None / Нет None / Нет 200
C17-D Direct Field / Прямое поле Channel 17 / Канал 17 Emitter / Излучатель 200
C19-D Direct Field / Прямое поле Channel 19 / Канал 19 Emitter / Излучатель 200
C21-D Direct Field / Прямое поле Channel 21 / Канал 21 Emitter / Излучатель 200
C17-W Water Treatment / Обработка воды Channel 17 / Канал 17 Irrigation / Орошение 200
C19-W Water Treatment / Обработка воды Channel 19 / Канал 19 Irrigation / Орошение 200
C21-W Water Treatment / Обработка воды Channel 21 / Канал 21 Irrigation / Орошение 200
C17-C Seed Treatment with Crystal / Обработка семян кристаллом Channel 17 / Канал 17 Pre-Grown Crystal / Готовый кристалл 200
C19-C Seed Treatment with Crystal / Обработка семян кристаллом Channel 19 / Канал 19 Pre-Grown Crystal / Готовый кристалл 200
C21-C Seed Treatment with Crystal / Обработка семян кристаллом Channel 21 / Канал 21 Pre-Grown Crystal / Готовый кристалл 200
C17-DW Combined Direct+Water / Комбинированное Channel 17 / Канал 17 Emitter + Irrigation 200
C19-DW Combined Direct+Water / Комбинированное Channel 19 / Канал 19 Emitter + Irrigation 200
C21-DW Combined Direct+Water / Комбинированное Channel 21 / Канал 21 Emitter + Irrigation 200

Total Seeds per Crop / Всего семян на культуру: 2,600 seeds

Total Seeds (6 crops) / Всего семян (6 культур): 15,600 seeds

7. Soil Substrate Matrix / Матрица почвенных субстратов

7.1 Substrate Types and Composition / Типы и состав субстратов

Substrate ID / ID субстрата Substrate Name / Название Composition / Состав Organic Matter / Органика pH
S0 Germination Base / База прорастания Gauze + Distilled Water / Марля + дистиллированная вода 0% 7.0
S1 Nutrient Gauze / Питательная марля Gauze + Hoagland Solution 0% 6.5
S2 Poor Soil / Бедная почва Sandy soil, low organic / Песчаная почва <1% 6.0-7.0
S3 Medium Soil / Средняя почва Loam, moderate organic / Суглинок 2-4% 6.0-7.0
S4 Rich Soil / Богатая почва Compost-enriched loam / Обогащенный компостом >5% 6.0-7.0
S5 Stony Soil / Каменистая почва Soil + 30% gravel/stones 1-3% 6.5-7.5
S6 Mars Regolith Simulant / Симулянт реголита Марса JSC Mars-1 or equivalent ~0% 7.5-8.5
S7 Moon Regolith Simulant / Симулянт реголита Луны LMS-1 or equivalent ~0% 8.0-9.0

8. Water Treatment Protocol / Протокол обработки воды

8.1 Water Exposure Specifications / Спецификации воздействия воды

Parameter / Параметр Specification / Спецификация
Water Type / Тип воды Distilled water (Type II, ASTM D1193)
Volume per Treatment / Объем на обработку 5 liters / 5 литров
Container / Контейнер Glass beaker (non-reactive) / Стеклянный стакан
Distance from Emitter / Расстояние от излучателя 10 cm / 10 см
Exposure Duration / Длительность воздействия 60 minutes / 60 минут
Channels Tested / Тестируемые каналы 17, 19, 21
Temperature / Температура 20-22°C (controlled)
Storage Post-Treatment / Хранение после обработки Sealed glass containers, 4°C
Usage Window / Окно использования Within 24 hours of treatment

9. Seed Treatment Protocol with Crystals / Протокол обработки семян кристаллами

9.1 Pre-Grown Crystals / Готовые кристаллы

English

Crystal Preparation:

Crystals used in this experiment are pre-grown using hyperbolic field generators on channels 17, 19, and 21. Crystal growing is a separate process that takes approximately 28 days and is conducted prior to the agricultural experiment.

Crystal Types:

Crystal Type / Тип кристалла Channel / Канал Growing Duration / Длительность выращивания Field Retention / Удержание поля
Channel 17 Crystal / Кристалл Канала 17 Channel 17 ~28 days Agricultural growth field
Channel 19 Crystal / Кристалл Канала 19 Channel 19 ~28 days Biomass enhancement field
Channel 21 Crystal / Кристалл Канала 21 Channel 21 ~28 days Field coherence stabilization

Seed Treatment Method:

Pre-grown crystals are placed near seeds (5-10 cm distance) to provide passive field exposure during germination and early growth phases.

Русский

Подготовка кристаллов:

Кристаллы, используемые в этом эксперименте, являются готовыми — они выращиваются заранее с использованием генераторов гиперболического поля на каналах 17, 19 и 21. Выращивание кристаллов — это отдельный процесс, занимающий приблизительно 28 дней, и проводится до начала сельскохозяйственного эксперимента.

Типы кристаллов:

Тип кристалла / Crystal Type Канал / Channel Длительность выращивания / Growing Duration Удержание поля / Field Retention
Кристалл Канала 17 / Channel 17 Crystal Канал 17 ~28 дней Поле роста сельскохозяйственных культур
Кристалл Канала 19 / Channel 19 Crystal Канал 19 ~28 дней Поле усиления биомассы
Кристалл Канала 21 / Channel 21 Crystal Канал 21 ~28 дней Поле стабилизации когерентности

Метод обработки семян:

Готовые кристаллы размещаются возле семян (на расстоянии 5-10 см) для обеспечения пассивного воздействия поля во время прорастания и ранних фаз роста.

9.2 Crystal Placement for Seed Treatment / Размещение кристаллов для обработки семян

English

Treatment Configuration:

Group / Группа Crystal Type / Тип кристалла Distance from Seeds / Расстояние от семян Exposure Duration / Длительность воздействия
C17-C Channel 17 Crystal 5-10 cm Throughout germination phase
C19-C Channel 19 Crystal 5-10 cm Throughout germination phase
C21-C Channel 21 Crystal 5-10 cm Throughout germination phase

Note: Crystals are passive field holders — they do not require power supply and maintain the hyperbolic field imprinted during the growing phase.

Русский

Конфигурация обработки:

Группа / Group Тип кристалла / Crystal Type Расстояние от семян / Distance from Seeds Длительность воздействия / Exposure Duration
C17-C Кристалл Канала 17 5-10 см В течение всей фазы прорастания
C19-C Кристалл Канала 19 5-10 см В течение всей фазы прорастания
C21-C Кристалл Канала 21 5-10 см В течение всей фазы прорастания

Примечание: Кристаллы являются пассивными держателями поля — они не требуют источника питания и сохраняют гиперболическое поле, записанное во время фазы выращивания.

10. Measurement and Data Collection / Измерения и сбор данных

10.1 Primary Outcome Measures / Первичные меры исхода

Outcome / Исход Measurement Method / Метод измерения Timepoint / Точка времени
Germination Time (T50) / Время прорастания Hours from seeding to 50% sprouting Days 1-14
Germination Percentage / Процент прорастания % of seeds sprouted Day 14
Germination Uniformity / Равномерность прорастания Coefficient of variation Days 1-14

10.2 Secondary Outcome Measures / Вторичные меры исхода

Outcome / Исход Measurement Method / Метод измерения Frequency / Частота
Plant Height / Высота растения cm from soil to apical meristem Every 3 days
Leaf Count / Количество листьев Number of true leaves Every 3 days
Stem Diameter / Диаметр стебля mm at soil line Every 7 days
Chlorophyll Content / Содержание хлорофилла SPAD meter readings Every 7 days
Fresh Biomass / Свежая биомасса grams (whole plant) At harvest
Dry Biomass / Сухая биомасса grams (70°C, 48 hours) At harvest
Seed Yield / Урожай семян grams per plant At harvest

11. Statistical Analysis Plan / План статистического анализа

11.1 Sample Size Calculation / Расчет размера выборки

Power Analysis Parameters / Параметры анализа мощности:

Parameter / Параметр Value / Значение
Effect Size (d) / Размер эффекта 0.5 (medium effect / средний эффект)
Alpha (α) / Альфа 0.05
Power (1-β) / Мощность 0.80
Groups / Группы 13 treatment groups
Minimum N per group / Минимум N на группу 150 seeds
Planned N per group / Планируемый N на группу 200 seeds (+33% buffer)

11.2 Primary Analysis Methods / Методы первичного анализа

Analysis / Анализ Statistical Test / Статистический тест Software / ПО
Germination Time Comparison One-way ANOVA + Tukey HSD R (lme4)
Germination Percentage Chi-square test / Хи-квадрат тест R (stats)
Growth Curve Comparison Mixed-effects model R (nlme)
Biomass Comparison ANCOVA R (lme4)
Non-inferiority (Crystal vs Emitter) TOST equivalence test R (equivalence)
Water Treatment Effect Factorial ANOVA R (afex)

12. Space Agriculture Programs / Программы космического земледелия

12.1 Major Experimental Programs / Основные экспериментальные программы

Program / Программа Agency / Агентство Year / Год Scientific Source / Научный источник
Veggie Plant Growth System NASA 2014-present https://science.nasa.gov/mission/veggie/
Advanced Plant Habitat (APH) NASA 2017-present https://science.nasa.gov/biological-physical/focus-areas/plant-biology/hardware/
Chang'e-4 Lunar Biosphere Experiment CNSA (China) 2019 https://www.space.com/43012-china-cotton-seed-moon-far-side-chang-e4.html
Lunar Palace 1 Beihang University (China) 2014-2018 https://doi.org/10.1089/ast.2016.1477
MELiSSA ESA 1989-present https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/MELiSSA
EDEN-ISS DLR/ESA 2018-present https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.00656/full
BIOS-3 Institute of Biophysics SB RAS (USSR/Russia) 1965-1984 https://www.ibp.ru/science/bios3.php

12.2 NASA Programs / Программы НАСА

Veggie Plant Growth System / Система выращивания растений Veggie

English:

Launch: 2014 (Expedition 39)

Purpose:

  • Food production for crew
  • Study microgravity effects on plants
  • Psychological crew support

Crops Grown:

  • Lettuce
  • Mizuna mustard
  • Kale
  • Zinnia flowers
  • Radishes

Scientific Sources:

  1. NASA Technical Report: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20160004060.pdf
  2. Official Mission Site: https://science.nasa.gov/mission/veggie/

Русский:

Запуск: 2014 (Экспедиция 39)

Назначение:

  • Производство пищи для экипажа
  • Изучение влияния микрогравитации на растения
  • Психологическая поддержка экипажа

Выращенные культуры:

  • Салат-латук
  • Горчица мизуна
  • Кале
  • Цветы циннии
  • Редис

Научные источники:

  1. Технический отчет НАСА: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20160004060.pdf
  2. Официальный сайт миссии: https://science.nasa.gov/mission/veggie/

Advanced Plant Habitat (APH) / Усовершенствованная среда для растений

English:

Launch: 2017

Features:

  • ~180 sensors
  • Fully automated environmental control
  • Growth cycles up to 135 days

Scientific Source:

Русский:

Запуск: 2017

Особенности:

  • ~180 датчиков
  • Полностью автоматизированный контроль среды
  • Циклы роста до 135 дней

Научный источник:

12.3 Chinese Space Programs / Китайские космические программы

Chang'e-4 Lunar Biosphere Experiment / Лунный эксперимент с биосферой Chang'e-4

English:

Date: January 3, 2019

Agency: China National Space Administration (CNSA)

Description:
Mini-biosphere containing seeds and organisms:

  • Cotton seeds
  • Rapeseed
  • Potato
  • Arabidopsis
  • Yeast
  • Fruit fly eggs

Container:
Miniature biosphere with air, water, and soil.

Result:
Cotton seed sprouted — first plant growth on the Moon. However, the plant died during the lunar night due to temperatures around −190°C.

Scientific Sources:

  1. Space.com: China's Cotton Seed on Moon Far Side
  2. World Economic Forum: In a First for Humankind, China Successfully Sprouts a Seed on the Moon
  3. CNBC: China Chang'e-4 Lunar Probe Sprouts Cotton Seed on Moon in World First
  4. China Daily: Chang'e-4 biosphere experiment results

Русский:

Дата: 3 января 2019

Агентство: Китайское национальное космическое управление (CNSA)

Описание:
Мини-биосфера, содержащая семена и организмы:

  • Семена хлопка
  • Рапс
  • Картофель
  • Арабидопсис
  • Дрожжи
  • Яйца плодовых мушек

Контейнер:
Миниатюрная биосфера с воздухом, водой и почвой.

Результат:
Семя хлопка проросло — первый рост растения на Луне. Однако растение погибло во время лунной ночи из-за температуры около −190°C.

Научные источники:

  1. Space.com: Семя хлопка Китая на обратной стороне Луны
  2. Всемирный экономический форум: Впервые в истории человечества Китай успешно вырастил семя на Луне
  3. CNBC: Лунный зонд Китая Chang'e-4 вырастил семя хлопка на Луне — мировой первый
  4. China Daily: Результаты эксперимента с биосферой Chang'e-4

Lunar Palace 1 (月宫一号)

English:

Country: China

Institution: Beihang University

Experimental Period: 2014-2018

Scientific Publications:

Study / Исследование Journal / Журнал DOI/Link
How to Establish a Bioregenerative Life Support System Astrobiology https://doi.org/10.1089/ast.2016.1477
The water treatment and recycling in 105-day experiment Acta Astronautica https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.08.026
Reliability and lifetime estimation based on 370-day experiment Acta Astronautica https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.021
Water recycle system in artificial closed ecosystem Science of the Total Environment https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151370

Key Findings:

  • 105-day experiment with 21 plant species
  • 370-day experiment with 4 crew members
  • 100% water regeneration within system
  • 35 plant species cultivated

Русский:

Страна: Китай

Учреждение: Университет Бэйхан

Период эксперимента: 2014-2018

Научные публикации:

Исследование / Study Журнал / Journal DOI/Ссылка
Как создать биорегенеративную систему жизнеобеспечения Astrobiology https://doi.org/10.1089/ast.2016.1477
Обработка и переработка воды в 105-дневном эксперименте Acta Astronautica https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.08.026
Оценка надежности на основе 370-дневного эксперимента Acta Astronautica https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.021
Система переработки воды в искусственной закрытой экосистеме Science of the Total Environment https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151370

Ключевые выводы:

  • 105-дневный эксперимент с 21 видом растений
  • 370-дневный эксперимент с 4 членами экипажа
  • 100% регенерация воды внутри системы
  • 35 видов растений культивировано

12.4 European Space Agency Programs / Программы Европейского космического агентства

MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative)

English:

Start: 1989

Goal:
Create a closed-loop cycle for:

  • Oxygen regeneration
  • Water recycling
  • Food production

Official Source:

Русский:

Начало: 1989

Цель:
Создание замкнутого цикла для:

  • Регенерации кислорода
  • Переработки воды
  • Производства пищи

Официальный источник:

EDEN-ISS

English:

Launch: 2018

Location: Antarctica (Neumayer Station III)

Purpose:
Modeling greenhouses for:

  • Lunar bases
  • Mars missions

Scientific Publication:

Русский:

Запуск: 2018

Местоположение: Антарктида (Станция Ноймайер III)

Назначение:
Моделирование теплиц для:

  • Лунных баз
  • Марсианских миссий

Научная публикация:

12.5 Russian Space Programs / Российские космические программы

BIOS-3 Closed Ecosystem / Закрытая экосистема BIOS-3

English:

Institution: Institute of Biophysics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Operational Years: 1965-1984

System Features:

  • Closed ecological system
  • Photosynthetic algae (Chlorella)
  • Plant cultivation (wheat, vegetables)
  • Air and water regeneration

Scientific Sources:

  1. Institute of Biophysics Official Page: https://www.ibp.ru/science/bios3.php
  2. BioScience Article: Closed Ecological System BIOS-3
  3. Book: Man-Made Closed Ecological Systems (Gitelson & Lisovsky)

Key Achievements:

  • 180-day human isolation experiments
  • Up to 99% air regeneration
  • 85% water recycling
  • Fresh food production for crew

Русский:

Учреждение: Институт биофизики, Сибирское отделение Российской академии наук

Годы работы: 1965-1984

Особенности системы:

  • Закрытая экологическая система
  • Фотосинтезирующие водоросли (Хлорелла)
  • Выращивание растений (пшеница, овощи)
  • Регенерация воздуха и воды

Научные источники:

  1. Официальная страница Института биофизики: https://www.ibp.ru/science/bios3.php
  2. Статья BioScience: Закрытая экологическая система BIOS-3
  3. Книга: Искусственные замкнутые экологические системы (Гительсон и Лисовский)

Ключевые достижения:

  • 180-дневные эксперименты с изоляцией человека
  • До 99% регенерации воздуха
  • 85% переработки воды
  • Производство свежей пищи для экипажа

12.6 Summary of Space Agriculture Research / Сводка исследований космического земледелия

Program / Программа Duration / Длительность Crew Size / Размер экипажа Key Achievement / Ключевое достижение
Veggie 2014-present ISS Crew First fresh food on ISS
APH 2017-present Automated Most automated plant habitat
Chang'e-4 2019 N/A First plant on Moon (died at −190°C lunar night)
Lunar Palace 1 2014-2018 4 persons 370-day closed experiment
MELiSSA 1989-present N/A Longest-running BLSS program
EDEN-ISS 2018-present Analog crew Antarctic Mars analog
BIOS-3 1965-1984 3 persons First closed ecosystem (180-day human isolation)

13. Grant and Funding Opportunities / Гранты и возможности финансирования

13.1 Priority Grant Applications / Приоритетные заявки на гранты

Grant / Грант Agency / Агентство Amount / Сумма Deadline / Дедлайн Priority / Приоритет
NASA SBIR Phase I NASA $125K Quarterly / Квартально HIGH / Высокий
NASA Deep Space Food NASA $1.5M prize 2026 HIGH / Высокий
ESA Technology Transfer ESA €500K-5M Rolling / Постоянно HIGH / Высокий
Horizon Europe - Space EU €1M-10M Annual / Ежегодно MEDIUM / Средний
NIAC Phase I NASA $100K Annual / Ежегодно MEDIUM / Средний
RSF Agriculture Russian Science Foundation ₽5M-50M Annual / Ежегодно MEDIUM / Средний

14. Economic Justification / Экономическое обоснование

14.1 Market Size Analysis / Анализ размера рынка

Segment / Сегмент Market Size / Размер рынка CAGR / СГТР ASRP Target / Цель ASRP
AgriTech Overall ~$30 billion 12% $5-50M/year
Precision Farming ~$14 billion 15% $1-10M/year
Seed Treatment ~$15 billion 10% $1-50M/year
Vertical Farming ~$9-10 billion 25% $1-20M/year
Space Agriculture ~$500 million (emerging) 35% $50M+ (leader)

Total Addressable Market / Общий доступный рынок: >$50 billion

14.2 Revenue Models / Модели дохода

Model / Модель Description / Описание Revenue Potential / Потенциал дохода
Equipment Sales / Продажа оборудования Hyperbolic field generators / Генераторы гиперболического поля $50K-500K per unit / за единицу
Crystal Sales / Продажа кристаллов Pre-programmed agricultural crystals / Предварительно запрограммированные сельскохозяйственные кристаллы $5K-50K per kg / за кг
Licensing / Лицензирование Technology licensing to AgriTech / Лицензирование технологии для AgriTech 3-7% royalty / роялти
B2B Service / B2B услуга Seed treatment service / Услуга обработки семян $100-500 per ton / за тонну
Space Contracts / Космические контракты NASA, ESA, CNSA contracts / Контракты с NASA, ESA, CNSA $1M-50M per program / за программу

14.3 Farmer Economic Impact / Экономический эффект для фермеров

Metric / Метрика Baseline / Базовый With ASRP / С ASRP Improvement / Улучшение
Wheat Yield / Урожайность пшеницы 10 t/ha 11-12 t/ha +10-20%
Additional Income / Дополнительный доход — $250-500/ha +$250-500/ha
10,000 ha Farm / Ферма 10 000 га — $2.5-5M/year Additional profit
Germination Rate / Процент прорастания 70-80% 90-95% +15-20%
Time to Harvest / Время до сбора 120 days 100-110 days -10-20 days

15. Research Team / Команда исследования

15.1 Leadership / Руководство

Name / Имя Role / Роль Responsibilities / Обязанности
Valeria Ovsyannikova / Валерия Овсянникова Chief Business Officer (CBO); Director of Biomedical Research Department / Директор Департамента Биомедицинских Исследований; Technology Co-Author / Соавтор технологии Lead Researcher / Ведущий исследователь; Experimental design and execution / Дизайн и выполнение эксперимента; Electronic control systems for hyperbolic emitters / Электронные системы управления гиперболическими излучателями
Alexandr Ovsyannikov / Александр Овсянников Technology Co-Author / Соавтор технологии Electrical and Power Systems Development / Разработка электрических и силовых систем; Hyperbolic emitter excitation systems / Системы возбуждения гиперболических излучателей; Power components design and improvement / Проектирование и совершенствование силовых компонентов
Denis Banchenko / Денис Банченко Chief Executive Officer (CEO); Technology Co-Author / Соавтор технологии Project Manager / Менеджер проекта; Overall strategic direction / Общее стратегическое руководство; Hyperbolic field physics / Физика гиперболических полей; Excitation systems development / Разработка систем возбуждения; Hyperbolic field generator development / Разработка генераторов гиперболических полей; Lensing and focusing systems / Системы линзирования и фокусировки; Morphogenetic field emitters / Излучатели морфогенетических полей; Form effect field emitters / Излучатели полей эффекта формы
Mykhailo Kapustin / Михайло Капустин Chief Technology Officer (CTO); Technology Co-Author / Соавтор технологии IT/AI Infrastructure / ИТ/ИИ инфраструктура; Data systems and storage / Системы данных и хранения; Technical platform / Техническая платформа

15.2 Research Team / Исследовательская команда

Name / Имя Role / Роль Responsibilities / Обязанности
Ivan Savelyev / Иван Савельев Director of Scientific Research Department / Директор Департамента Научных Исследований; Editor-in-Chief of ASRP.science / Главный редактор журнала ASRP.science Scientific Paper Author / Автор научной статьи; Data interpretation / Интерпретация данных; Scientific supervision / Научное руководство
Kirill Zmiyenko / Кирилл Змиенко AI/ML Specialist / Специалист по ИИ/МЛ Neural Network Analysis / Анализ нейронными сетями; Multi-LLM coordination / Координация мульти-LLМ; Specialized vision models / Специализированные vision модели
Olesya Chirkova / Олеся Чиркова Independent Researcher / Независимый исследователь; Blood Plasma Specialist / Специалист по плазме крови Remote Scientific Consulting / Удалённое научное консультирование; Blood plasma protocol guidance / Руководство по протоколу работы с плазмой; Centrifugation parameters consultation / Консультации по параметрам центрифугирования

16. Collaboration / Коллаборация

Organization / Организация Contact / Контакт Role / Роль
SASU Point Rouge France
(Chirkova Olesia, Associé unique et Président)		 Email:
0424242@gmail.com (personal)
point.rouge.ch@gmail.com (business)
Location: Paris, France		 Remote Scientific Consulting / Удалённое научное консультирование:
• Blood plasma protocol consulting / Консультации по протоколу работы с плазмой крови
• Centrifugation parameters guidance / Параметры центрифугирования
• Fibrin clot analysis methods / Методы анализа фибринового сгустка
• Remote training on sample handling / Удалённое обучение работе с образцами

17. Timeline and Milestones / График и вехи

17.1 Study Timeline / График исследования

Phase / Фаза Start / Начало End / Конец Duration / Длительность
Protocol Finalization / Финализация протокола March 2026 March 2026 2 weeks / 2 недели
Equipment Setup / Настройка оборудования April 2026 April 2026 4 weeks / 4 недели
Pilot Study / Пилотное исследование May 2026 May 2026 1 week / 1 неделя
Main Experiment / Основной эксперимент June 2026 August 2026 12 weeks / 12 недель
Growth Monitoring / Мониторинг роста September 2026 November 2026 12 weeks / 12 недель
Data Analysis / Анализ данных December 2026 January 2027 8 weeks / 8 недель
Publication / Публикация February 2027 March 2027 6 weeks / 6 недель

17.2 Key Milestones / Ключевые вехи

Milestone / Веха Target Date / Целевая дата Deliverable / Результат
M1: Protocol Complete / Протокол завершён March 31, 2026 Approved protocol document / Утверждённый документ протокола
M2: Equipment Ready / Оборудование готово April 30, 2026 Calibrated field generators / Калиброванные генераторы поля
M3: Pilot Complete / Пилот завершён May 15, 2026 Pilot study report / Отчёт пилотного исследования
M4: Germination Data / Данные прорастания July 15, 2026 Germination dataset / Набор данных прорастания
M5: Harvest Complete / Сбор урожая завершён November 30, 2026 All harvest data collected / Все данные урожая собраны
M6: Analysis Complete / Анализ завершён January 31, 2027 Statistical analysis report / Отчёт статистического анализа
M7: Publication / Публикация March 31, 2027 Manuscript submitted / Рукопись отправлена

18. Risk Assessment / Оценка рисков

18.1 Scientific Risks / Научные риски

Risk / Риск Probability / Вероятность Impact / Влияние Mitigation / Смягчение
No measurable effect / Нет измеримого эффекта Medium / Средняя High / Высокое Increase sample size, extend exposure / Увеличить размер выборки, продлить воздействие
Inconsistent results / Непоследовательные результаты Medium / Средняя High / Высокое Strict protocol adherence, replication / Строгое соблюдение протокола, репликация
Equipment failure / Отказ оборудования Low / Низкая High / Высокое Backup generators, regular maintenance / Резервные генераторы, регулярное обслуживание

18.2 Organizational Risks / Организационные риски

Risk / Риск Probability / Вероятность Impact / Влияние Mitigation / Смягчение
Staff turnover / Текучесть кадров Low / Низкая Medium / Среднее Cross-training, documentation / Перекрёстное обучение, документация
Funding delays / Задержки финансирования Medium / Средняя High / Высокое Multiple funding sources, reserves / Несколько источников финансирования, резервы
Timeline slippage / Сдвиг графика Medium / Средняя Medium / Среднее Buffer time in schedule / Буферное время в графике

19. Ethical and Regulatory Compliance / Этическое и регуляторное соответствие

19.1 Ethical Considerations / Этические соображения

Consideration / Соображение Compliance / Соответствие
Plant Research Ethics / Этика растительных исследований No animal/human subjects; standard plant research protocols / Нет животных/людей; стандартные протоколы растительных исследований
Environmental Safety / Экологическая безопасность No GMO; no hazardous materials; standard agricultural practices / Без ГМО; без опасных материалов; стандартные сельскохозяйственные практики
Data Integrity / Целостность данных Full data transparency; pre-registered analysis plan / Полная прозрачность данных; предварительно зарегистрированный план анализа
Reproducibility / Воспроизводимость Open protocol; detailed methods; raw data availability / Открытый протокол; подробные методы; доступность сырых данных

19.2 Regulatory Requirements / Регуляторные требования

Requirement / Требование Status / Статус
Agricultural Research Permits / Разрешения на сельскохозяйственные исследования Not required (non-GMO, standard crops) / Не требуются (без ГМО, стандартные культуры)
Biosafety Approval / Одобрение биобезопасности Exempt (no pathogenic materials) / Освобождено (нет патогенных материалов)
Environmental Impact / Экологическое воздействие Minimal (contained laboratory setting) / Минимальное (изолированная лабораторная среда)

20. Data Management Plan / План управления данными

20.1 Data Types and Storage / Типы данных и хранение

Data Type / Тип данных Format / Формат Size (estimated) / Размер (оценка) Storage / Хранение
Time-lapse Images / Таймлапс-изображения JPEG 500 GB NAS + Cloud backup / NAS + облачное резервное копирование
Environmental Data / Данные окружающей среды CSV 10 GB Database + CSV export / База данных + экспорт CSV
Measurement Data / Данные измерений CSV/Excel 5 GB Database + CSV export / База данных + экспорт CSV
Analysis Scripts / Скрипты анализа R/Python 100 MB GitHub repository / Репозиторий GitHub
Publications / Публикации PDF 50 MB Repository + journal / Репозиторий + журнал

20.2 Data Sharing Policy / Политика обмена данными

Data Category / Категория данных Access Level / Уровень доступа
Raw experimental data / Сырые экспериментальные данные Available upon request (Year 1) / Доступны по запросу (Год 1)
Processed data / Обработанные данные Public (after publication) / Публично (после публикации)
Analysis code / Код анализа Open source (GitHub) / Открытый исходный код (GitHub)
Protocol documents / Документы протокола Open access (repository) / Открытый доступ (репозиторий)

21. Conclusion / Заключение

English

The Hyperbolic Field Agricultural Research protocol represents a scientifically rigorous investigation into the effects of hyperbolic field exposure on plant growth and development. This study employs:

  • Randomized controlled trial design with 13 treatment arms and proper controls
  • Multiple exposure modalities (direct field, water-mediated, crystal-based)
  • Full factorial substrate matrix (8 substrate types from rich soil to Mars regolith)
  • Rigorous statistical analysis with pre-registered endpoints
  • Space agriculture applications for extraterrestrial crop cultivation

The research addresses critical global challenges in food security while positioning ASRP at the forefront of both terrestrial AgriTech and space agriculture innovation.

Русский

Протокол Hyperbolic Field Agricultural Research представляет собой комплексное научно строгое исследование воздействия гиперболических полей на рост и развитие растений. Это исследование использует:

  • Дизайн рандомизированного контролируемого испытания с 13 группами обработки и надлежащими контролями
  • Множественные модальности воздействия (прямое поле, опосредованное водой, на основе кристаллов)
  • Полную факторную матрицу субстратов (8 типов субстратов от богатой почвы до марсианского реголита)
  • Строгий статистический анализ с предварительно зарегистрированными конечными точками
  • Приложения для космического земледелия для внеземного выращивания культур

Исследование решает критические глобальные проблемы продовольственной безопасности, позиционируя ASRP на переднем крае как наземного AgriTech, так и инноваций в области космического земледелия.

22. References / Ссылки

22.1 Electromagnetic Field Effects / Эффекты электромагнитного поля

  1. Vashisth A., Nagarajan S. Effect of static magnetic field on germination and early growth characteristics in sunflower seeds. Journal of Plant Physiology. 2010. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.08.011

  2. Flórez M., Carbonell M.V., Martínez E. Exposure of maize seeds to stationary magnetic fields: effects on germination and early growth. Environmental and Experimental Botany. 2007. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2005.10.006

  3. Pietruszewski S., Kania K. Effect of magnetic field on germination and yield of wheat. International Agrophysics. 2010. https://www.international-agrophysics.org

  4. Afzal I. et al. Magnetic field treatments improves sunflower yield. Molecules. 2021. https://doi.org/10.3390/molecules26072022

22.2 Water Structure / Структура воды

  1. Pollack G. et al. Water Dynamics in Cell Biology: A Review. Cellular and Molecular Bioengineering. 2008. https://doi.org/10.1007/s12195-008-0014-x

  2. Hilal M.H., Hilal M.M. Application of magnetic technologies in desalination and irrigation water treatment. Desalination. 2011. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.067

  3. Selim M.M. Magnetically treated water in agriculture. Agricultural Water Management. 2018. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.06.028

22.3 Space Agriculture / Космическое земледелие

  1. NASA Veggie Plant Growth System. NASA Technical Report. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20160004060.pdf

  2. NASA Veggie Official Mission Site. https://science.nasa.gov/mission/veggie/

  3. NASA Advanced Plant Habitat (APH). https://science.nasa.gov/biological-physical/focus-areas/plant-biology/hardware/

  4. Chang'e-4 Lunar Biosphere Experiment. Space.com. 2019. https://www.space.com/43012-china-cotton-seed-moon-far-side-chang-e4.html

  5. China Successfully Sprouts Seed on Moon. World Economic Forum. 2019. https://www.weforum.org/stories/2019/01/in-a-first-for-humankind-china-successfully-sprouts-a-seed-on-the-moon/

  6. Chang'e-4 Cotton Seed on Moon. CNBC. 2019. https://www.cnbc.com/2019/01/15/china-change-4-lunar-probe-sprouts-cotton-seed-on-moon-in-world-first.html

  7. Chang'e-4 Biosphere Experiment Results. China Daily. 2019. https://www.chinadaily.com.cn/a/201902/03/WS5c565f14a3106c65c34e80e9.html

  8. Lunar Palace 1: How to Establish a Bioregenerative Life Support System. Astrobiology. 2017. https://doi.org/10.1089/ast.2016.1477

  9. The water treatment and recycling in 105-day bioregenerative life support experiment. Acta Astronautica. 2017. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.08.026

  10. Reliability and lifetime estimation of BLSS based on 370-day closed human experiment. Acta Astronautica. 2023. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.021

  11. Water recycle system in an artificial closed ecosystem – Lunar Palace 1. Science of the Total Environment. 2022. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151370

  12. MELiSSA Project. European Space Agency. https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/MELiSSA

  13. EDEN ISS: A Controlled Environment Agriculture System for Space Analog Research. Frontiers in Plant Science. 2020. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.00656/full

  14. BIOS-3 Closed Ecosystem. Institute of Biophysics SB RAS. https://www.ibp.ru/science/bios3.php

  15. Closed Ecological System BIOS-3. BioScience. 1997. https://academic.oup.com/bioscience/article-abstract/47/9/575/222647

  16. Man-Made Closed Ecological Systems. Gitelson & Lisovsky. Taylor & Francis. 2019. https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/b12582/man-made-closed-ecological-systems-gitelson-lisovsky

22.4 Theoretical Foundations / Теоретические основы

  1. Vernadsky V.I. The Biosphere and the Noosphere. Springer.

  2. Lovelock J. Gaia: A New Look at Life on Earth.

  3. Simard S.W. et al. Net transfer of carbon between ectomycorrhizal tree species. Nature. https://doi.org/10.1038/388579a0

  4. Cryptochrome and quantum biology: unraveling the mysteries of plant magnetoreception. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1266357

Protocol Version: 8.3 / Версия протокола: 8.3
Date / Дата: March 2026 / Март 2026
Organization / Организация: Advanced Scientific Research Projects (ASRP)
Classification / Классификация: Preclinical Research / Доклинические исследования
Languages / Языки: English / Русский (Full Bilingual / Полный двуязычный)

Metadata

Metadata

Assignees

No one assigned

    Labels

    No labels
    No labels

    Type

    No type

    Fields

    No fields configured for issues without a type.

    Projects

    No projects

    Milestone

    No milestone

    Relationships

    None yet

    Development

    No branches or pull requests

    Issue actions