9月6日(rì),中(zhōng)国载人航(háng)天工程副总设计师杨利伟出席(xí)活动时介绍(shào),中国载人航天有一套环境控制及生物保障系统,能(néng)保证人在太空中生活及进行科学(xué)实验,以前(qián)是携带(dài)式,现在空间站是再生(shēng)式,未来可能会有“太空农场”,在上面种庄稼、种植物,形(xíng)成生态(tài)式(shì)的系统。
虽然月壤不(bú)能(néng)种菜
但是“太空农场”可以
消息一(yī)出
网友对太空种菜的热情(qíng)再次被调动起来
然而,“太空农场”并不只是一(yī)块在太空里(lǐ)的(de)“菜(cài)地”,更是一个适合人类长(zhǎng)期工作和生活的场所,是(shì)实现太空旅行和定居的关(guān)键技(jì)术之一。
“太空农(nóng)场(chǎng)”的正式名称是“生物再生生命保障系统(Bioregenerative Life Support System,BLSS)”,是基于生态系统原理(lǐ)将生物技(jì)术与工程控制技(jì)术有机(jī)结合,构建由植物、动物、微生物组成的人工(gōng)生态系统(tǒng)。
氧(yǎng)气、水和食物这些人类生活所必(bì)需的物质可在系统内(nèi)循环(huán)再(zài)生,并为(wéi)乘员(yuán)提供类似于(yú)地球生物圈的生态环境(jìng)。
人进(jìn)入这个人工生(shēng)态系统中(zhōng),成为生态(tài)系(xì)统的消费者链环同时发挥控制者的功(gōng)能(néng),构成闭合人工生态系统(Man-made Closed Ecological Systems, MCES)。
建造这样(yàng)一个“农场”不容易,太空(kōng)环境复杂(zá),失重(chóng)、宇宙射(shè)线、二氧化碳与氧气比例不恒定(dìng)......
为(wéi)了(le)更(gèng)好地(dì)了解“太空(kōng)农场”的可(kě)行性,最好的办(bàn)法就是先在地球上进行实验。
中国(guó)已经(jīng)有了一(yī)个在(zài)地球上的“太空农(nóng)场”——
月宫一号
“月宫一号”由于北京航空航天大学建立(lì),是我国第一个、世界上第三个空间基地生命保障地(dì)基(jī)综合实验装(zhuāng)置。
“月宫一号”由(yóu)1个综合舱和(hé)2个植物舱组(zǔ)成,总面积150平(píng)方米,总体(tǐ)积(jī)500立方米。
综(zōng)合舱包括居住间、人(rén)员交(jiāo)流和(hé)工(gōng)作间、洗漱间、废物处理和昆(kūn)虫间(jiān)。每个植物舱分隔为2个植物(wù)间,可(kě)以根据不同植物生(shēng)长需要(yào)独立(lì)控制环境条件。
2014年(nián)5月,“月宫一号”成功完成了我国首次长期高闭合度集成(chéng)实验(yàn),密闭实(shí)验持续了105天,使(shǐ)我国此项技(jì)术水平与(yǔ)国际最(zuì)高水平同处于同一水(shuǐ)平(píng)上。
2017年(nián)-2018年,三批(pī)志愿(yuàn)者在“月宫一号”中成功挑战持续生(shēng)存了370天,完(wán)成了世界上时间最长、闭合度最(zuì)高的(de)生物再生生命保障(zhàng)系统(tǒng)实验(yàn),系统闭合度达98%,氧气和水100%在系统(tǒng)内循环再生(shēng),循环(huán)再生了80%的食(shí)物(wù)。
实验期间,这(zhè)里的蔬(shū)菜生长(zhǎng)环境完全模拟(nǐ)太(tài)空(kōng)状态,突破了低气压、人工(gōng)光照、废水循环还有肥料等技术(shù)难题,采用无土栽培和滴灌技术,一公斤造价需要(yào)上万(wàn)元。
舱内(nèi)仅靠灯(dēng)光启闭模拟日出日落(luò),虽然(rán)也是“日(rì)出而作、日落而(ér)息”,但是体验却很不同(tóng),仅小麦一种作物,每周就要收获(huò)3次。
在首次长期(qī)高闭合(hé)度集成(chéng)试验中,乘员栽培(péi)了经(jīng)过筛选出的5种(zhǒng)粮食作物(小麦(mài)、大豆、花生、油莎豆(dòu)、玉米),15种(zhǒng)蔬菜作物(胡萝(luó)卜(bo)、四季(jì)豆、紫叶油菜(cài)、紫叶生菜、奶(nǎi)油生菜、油麦菜、茼蒿、马齿苋(xiàn)、苋菜等),1种水(shuǐ)果(草莓)。同时利用植物不可食生物(wù)量(秸秆等)培养黄(huáng)粉虫。
乘员收获粮(liáng)食、蔬菜、水果和(hé)黄(huáng)粉(fěn)虫在系统(tǒng)中自己进行加工并食用,而(ér)不可食用生物量(liàng)与人的粪及食物残渣等废物一(yī)起采(cǎi)用所(suǒ)研发(fā)的生物技术,处理制备类土壤基(jī)质(zhì)循环用(yòng)于植(zhí)物栽培。
综合舱中人、动物和废(fèi)物处(chù)理(lǐ)产生的(de)富二氧化碳空气经(jīng)过净化后送(sòng)达(dá)植物(wù)舱,供植物光合作用;植物(wù)舱产生(shēng)的(de)富氧空气(qì)经空气净化后送到综合舱(cāng)供人和动物(wù)呼吸,并提(tí)供废物处理所需氧气。植物舱(cāng)中(zhōng)植物蒸腾作用产生(shēng)的冷凝水通过净化后,一部分由系统补充微量元素后送(sòng)到综(zōng)合(hé)舱满足人的(de)生活用水,其余(yú)与(yǔ)净化(huà)后的(de)生活废水和尿液(yè)一起用于植物栽培(péi)。由(yóu)此,形成一个闭(bì)环生命保(bǎo)障系统。
“月宫(gōng)一号”所积累的经验、技术(shù)、成果,不仅对于载人航(háng)天有重要的意义(yì),其中的多项技术(shù)更可以(yǐ)投(tóu)入民用,造福百姓(xìng),比(bǐ)如外舱(cāng)内采(cǎi)用的(de)立体植物无(wú)土栽培技术,在农业生产中也(yě)有非常好的应用前景。
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