月宫1号

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分类:时事

‘月宫一号’是一个可与地球媲美的‘微型生物圈’,总闭合度达到了97%。人类生活所必需的物质,如氧气、水和食物,都可以在系统内循环再生。我们的实验证明‘月宫一号’可以实现航天员在太空长期生活的目标。

 

 

 

 

两女一男三名博士乘员,密闭实验环境、不与外界发生气体交换,亲手种植小麦、蔬菜,自己做饭……

5月20日上午,北京航空航天大学。

伴随着众人的掌声,谢倍珍、董琛、王敏娟三名乘员拿着自己种植的毛豆、四季豆、油莎豆果实,微笑着从“月宫一号”密闭舱中走出来。至此,他们在“月宫一号”进行的105天科学试验获得圆满成功。我国成为世界上第三个建立“生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统”的国家。

“‘月宫一号’是一个可与地球媲美的‘微型生物圈’,总闭合度达到了97%。人类生活所必需的物质,如氧气、水和食物,都可以在系统内循环再生。我们的实验证明‘月宫一号’可以实现航天员在太空长期生活的目标。” “月宫一号”总设计师、北京航空航天大学教授刘红告诉科技日报记者。

由一个植物舱和一个综合舱构成的“月宫一号”一期, 总体积约300立方米。构建了由植物、动物、微生物组成的人工闭合生态系统。“核心技术是生物再生生命保障系统(BLSS),这是目前世界上最先进的闭环回路生命保障技术,也是人类实现在外太空长期生存的核心技术。它最大的特点是载人飞行器进入外太空后可以不再需要或很少需要地面物质支持,氧气、水和食物在系统内通过生物技术实现再生,使得长期载人航天和行星探测成为可能。”刘红说。

在“月宫一号”105天的试验中,植物舱中完全人工控制的环境下,三名乘员栽培了小麦、玉米等5种粮食作物,胡萝卜、油麦菜等15种蔬菜作物和1种水果草莓。试验中,他们收获粮食、蔬菜、水果并加工食用,他们还利用不可食用的生物量如秸秆等,培养黄粉虫为自己提供部分动物蛋白。

三名乘员需要的水和氧气也由植物舱提供。“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。植物蒸腾作用每天产生的冷凝水大约300升,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。”谢倍珍博士告诉记者,“在综合舱内,人、动物和废物处理产生的富二氧化碳经过净化后送到植物舱,供植物光合作用。”

自2004年起,刘红带领团队瞄准国家载人深空探测重大需求,系统开展了从单元关键技术到系统基础理论与系统基础调控方法的研究。“月宫一号”从理论和技术研究、舱室系统的工程设计、施工组织和质量监督、系统内关键设备安装、系统联合调试到长期多人密闭科学技术实验,均由刘红的26人团队完成。2013年年底,俄罗斯、美国等国际同行参观“月宫一号”后,认为“这是世界上最先进的生物再生生命保障系统之一”。

这项于今年2月份开始的长期多人密闭实验,让刘红他们获得了大量实验数据。

“通过本次试验,确立了BLSS设计构建方法,初步建立了系统中物质动态平衡调控技术、共生植物优化配置与动植物高效培养技术以及废物的高效循环利用技术。发现了新的气体平衡调控方法;发现了空气中CO2浓度变化对植物暗呼吸、光合以及人的呼吸的影响量化规律;明确了生物再生生命保障系统今后的研究发展方向。”刘红告诉记者。

刘红表示,“月宫一号”的建立使我国在生物再生生命保障领域的研究水平进入到国际最先进行列,对保障我国载人登月、月球基地及火星探测等航天计划的顺利进行、保障航天员生命安全和生活质量具有重大意义。“下一步,我们将扩建‘月宫一号’二期,开展更长时间、更多乘员的BLSS实验。”刘红说。

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