9月(yuè)6日,中国载人航天工程副总设计师杨利伟(wěi)出席活动时(shí)介(jiè)绍,中国载(zǎi)人航天(tiān)有(yǒu)一套环境控制及生物保障系统,能保证人在太空中生活及进行科学实验,以前是携带式,现在空间站是(shì)再(zài)生式,未(wèi)来可(kě)能会(huì)有“太空(kōng)农场”,在上面种(zhǒng)庄稼、种植物,形(xíng)成生态式的系(xì)统。
虽然月壤不能种菜
但是“太空(kōng)农场”可以(yǐ)
消息一出
网友(yǒu)对太空种菜的热情再次被调动起来
然而,“太空(kōng)农场(chǎng)”并不只是(shì)一块在太空里的“菜地”,更是一个适合人类长期工作和生(shēng)活的场所,是(shì)实现太空旅行和(hé)定居的(de)关键技术之一。
“太空农场”的正(zhèng)式(shì)名(míng)称是“生(shēng)物(wù)再生生命保障系(xì)统(tǒng)(Bioregenerative Life Support System,BLSS)”,是基于生态(tài)系统原(yuán)理(lǐ)将生物技术与工程控制技术有机结合,构建(jiàn)由(yóu)植物、动物、微(wēi)生(shēng)物组成的(de)人工生态(tài)系统。
氧气、水和食物这些人类生活所必需(xū)的物(wù)质可在系(xì)统(tǒng)内循环再生,并为乘员提供类似于地球生物圈的生态环境。
人进入(rù)这个人工生态系统中,成为生态系统的(de)消费(fèi)者(zhě)链环同时发挥控制者(zhě)的功(gōng)能,构成闭合(hé)人(rén)工生(shēng)态(tài)系统(Man-made Closed Ecological Systems, MCES)。
建造(zào)这样一个“农场”不(bú)容易,太空环境复杂,失重、宇(yǔ)宙射线、二(èr)氧化碳与氧气比(bǐ)例不恒定......
为了更好地了解“太(tài)空农场”的(de)可行性(xìng),最好(hǎo)的办法就是先在地球上进行实验。
中国已经有了一个在地球上的“太空农场”——
月宫一号
“月宫一(yī)号”由于北京航空航天(tiān)大学(xué)建立,是我国第(dì)一个、世界上第三个空间基地生命(mìng)保障地基综合实验装置。
“月宫一号”由1个综合(hé)舱和2个(gè)植物舱组成(chéng),总面积150平方米,总(zǒng)体积500立方米。
综合舱包(bāo)括居住(zhù)间、人员交流(liú)和(hé)工作间、洗(xǐ)漱间、废物处理和昆虫间。每(měi)个植物(wù)舱(cāng)分隔为(wéi)2个植(zhí)物间,可以根据不同植(zhí)物生(shēng)长需要独立(lì)控制环(huán)境条件。
2014年5月,“月宫一号”成功完成(chéng)了(le)我(wǒ)国首(shǒu)次(cì)长(zhǎng)期(qī)高(gāo)闭合度(dù)集成实验,密闭实验持(chí)续了(le)105天,使我国此项(xiàng)技(jì)术水平与国际最高水平同处于同一水平上。
2017年-2018年,三批志愿(yuàn)者在“月宫(gōng)一号”中成(chéng)功挑战持续(xù)生存(cún)了370天,完成(chéng)了世(shì)界上时间最长、闭合度最(zuì)高的生物再生生命(mìng)保障系统实(shí)验,系(xì)统闭合度达98%,氧(yǎng)气和水100%在系统内循(xún)环再生(shēng),循环再生了80%的食物。
实验期间,这里的蔬菜生(shēng)长环境完全模拟(nǐ)太空状态,突破(pò)了低气(qì)压、人工光照、废水循环(huán)还有肥料等技术难题,采用(yòng)无土栽培和滴灌技(jì)术,一公斤造价需要(yào)上万元。
舱内仅靠灯光启闭模(mó)拟日出日落,虽然(rán)也是“日(rì)出而作、日落而息”,但是体验却很不同(tóng),仅小(xiǎo)麦一种(zhǒng)作(zuò)物,每(měi)周就要收获3次。
在(zài)首次长期高闭合度集成试验(yàn)中,乘员栽(zāi)培了经过筛选出的5种(zhǒng)粮(liáng)食作物(小(xiǎo)麦、大豆、花生、油莎(shā)豆、玉米),15种(zhǒng)蔬菜作物(胡萝卜、四季豆、紫叶油菜(cài)、紫叶生菜、奶油生菜、油麦菜、茼蒿、马齿苋、苋菜等),1种水果(guǒ)(草(cǎo)莓(méi))。同(tóng)时利用(yòng)植物不可食(shí)生物量(秸秆等)培养黄粉虫。
乘员收获粮食(shí)、蔬菜、水果和黄(huáng)粉虫在系统中自己进行加工(gōng)并食用,而不可食用生物量与人的粪及食(shí)物残渣(zhā)等废物一起(qǐ)采用所研(yán)发的生物(wù)技术,处理制备类(lèi)土壤基(jī)质循环用于植物栽培。
综(zōng)合舱中人、动(dòng)物和废物处理产生的富二氧(yǎng)化碳空气经过净化后送达植(zhí)物舱,供植物光(guāng)合作用;植物(wù)舱(cāng)产生的(de)富氧空气(qì)经空气净化后送(sòng)到综合舱(cāng)供人和动物呼吸,并提供废物处理(lǐ)所需氧气。植(zhí)物舱(cāng)中植物(wù)蒸腾作用产生的冷凝水通过净化后,一部(bù)分由(yóu)系统补(bǔ)充微量元素后送到综合(hé)舱满足人的生活用水,其余与净化后的(de)生活废水和尿液一起用于植物栽培。由此,形成一个(gè)闭(bì)环生命保障系统。
“月宫一号(hào)”所(suǒ)积累的经验、技术、成(chéng)果,不仅对于载人航天有重要的意义,其中的(de)多项技术更可以投入(rù)民用,造福百姓(xìng),比(bǐ)如外舱内采用的立体植物无(wú)土栽培(péi)技术,在农业生产中也(yě)有非(fēi)常好的(de)应用前景。
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