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                  杨利伟说的太空农场会是这样的吗?
                  2021-09-26

                  9月6日,中国载人航天工程副总设计师杨利伟出席活动时介绍,中国载人航天有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,现在空间站是再生式,未来可能会有“太空农场”,在上面种庄稼、种植物,形成生态式的系统。





                  虽然月壤不能种菜

                  但是“太空农场”可以

                  消息一出

                  网友对太空种菜的热情再次被调动起来


                  然而,“太空农场”并不只是一块在太空里的“菜地”,更是一个适合人类长期工作和生活的场所,是实现太空旅行和定居的关键技术之一。


                  “太空农场”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将生物技术与工程控制技术有机结合,构建由植物、动物、微生物组成的人工生态系统。



                  氧气、水和食物这些人类生活所必需的物质可在系统内循环再生,并为乘员提供类似于地球生物圈的生态环境。


                  人进入这个人工生态系统中,成为生态系统的消费者链环同时发挥控制者的功能,构成闭合人工生态系统(Man-made Closed Ecological Systems, MCES)。

                  建造这样一个“农场”不容易,太空环境复杂,失重、宇宙射线、二氧化碳与氧气比例不恒定......

                  为了更好地了解“太空农场”的可行性,最好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


                  “月宫一号”由于北京航空航天大学建立,是我国第一个、世界上第三个空间基地生命保障地基综合实验装置。


                  “月宫一号”由1个综合舱和2个植物舱组成,总面积150平方米,总体积500立方米。


                  综合舱包括居住间、人员交流和工作间、洗漱间、废物处理和昆虫间。每个植物舱分隔为2个植物间,可以根据不同植物生长需要独立控制环境条件。

                  2014年5月,“月宫一号”成功完成了我国首次长期高闭合度集成实验,密闭实验持续了105天,使我国此项技术水平与国际最高水平同处于同一水平上。

                  2017年-2018年,三批志愿者在“月宫一号”中成功挑战持续生存了370天,完成了世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验,系统闭合度达98%,氧气和水100%在系统内循环再生,循环再生了80%的食物。

                  实验期间,这里的蔬菜生长环境完全模拟太空状态,突破了低气压、人工光照、废水循环还有肥料等技术难题,采用无土栽培和滴灌技术,一公斤造价需要上万元。

                  舱内仅靠灯光启闭模拟日出日落,虽然也是“日出而作、日落而息”,但是体验却很不同,仅小麦一种作物,每周就要收获3次。

                  在首次长期高闭合度集成试验中,乘员栽培了经过筛选出的5种粮食作物(小麦、大豆、花生、油莎豆、玉米),15种蔬菜作物(胡萝卜、四季豆、紫叶油菜、紫叶生菜、奶油生菜、油麦菜、茼蒿、马齿苋、苋菜等),1种水果(草莓)。同时利用植物不可食生物量(秸秆等)培养黄粉虫。

                  乘员收获粮食、蔬菜、水果和黄粉虫在系统中自己进行加工并食用,而不可食用生物量与人的粪及食物残渣等废物一起采用所研发的生物技术,处理制备类土壤基质循环用于植物栽培。

                  综合舱中人、动物和废物处理产生的富二氧化碳空气经过净化后送达植物舱,供植物光合作用;植物舱产生的富氧空气经空气净化后送到综合舱供人和动物呼吸,并提供废物处理所需氧气。植物舱中植物蒸腾作用产生的冷凝水通过净化后,一部分由系统补充微量元素后送到综合舱满足人的生活用水,其余与净化后的生活废水和尿液一起用于植物栽培。由此,形成一个闭环生命保障系统。


                  “月宫一号”所积累的经验、技术、成果,不仅对于载人航天有重要的意义,其中的多项技术更可以投入民用,造福百姓,比如外舱内采用的立体植物无土栽培技术,在农业生产中也有非常好的应用前景。


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