“月宮一號(hào)”種蔬菜、糧食、水果

36平米的植物艙內(nèi)，高亮度的紅光照射在在翠綠的生菜、油麥菜、紫背天葵、苦菊4種可食用蔬菜上，30多歲的試乘員唐永康、米濤呼吸著蔬菜提供的氧氣，每餐還親手采摘30-50克新鮮蔬菜充饑，“這些蔬菜在進(jìn)艙前已培養(yǎng)好，新鮮采摘后涂抹甜辣醬后美美地生吃，但兩人根本吃不完36平米的蔬菜。”他們出倉(cāng)后總結(jié)。

這一幕出現(xiàn)在去年中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心主持開(kāi)展的2人30天B LSS集成技術(shù)試驗(yàn)成功后。經(jīng)過(guò)近20年單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)逐步拉近與國(guó)外的研究差距，建成了BLSS集成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

“試驗(yàn)突破了‘人-植物’氧氣和二氧化碳交換動(dòng)態(tài)平衡調(diào)控技術(shù)和微生物廢水綜合處理與循環(huán)利用等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，大氣、水和食物的閉合度分別達(dá)到100%，901%和10 .4%，并證明種植面積為13.5平方米的共生蔬菜能夠提供1人的呼吸用氧，并能清除其呼出的二氧化碳，試驗(yàn)期間保持了良好的空氣質(zhì)量。”參與實(shí)驗(yàn)的中國(guó)航天員中心載人航天環(huán)控生保室主任郭雙生撰文總結(jié)道。

郭雙生在今年6月的《航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程》中介紹，中國(guó)航天員中心先后研制成三代空間站植物裝置地面樣機(jī)，并進(jìn)行了充分的地面驗(yàn)證考核，正等待時(shí)機(jī)進(jìn)行空間在軌驗(yàn)證。

各國(guó)科學(xué)家研究月球種植物的初始，都是在地面營(yíng)建模擬月球環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置。俄羅斯建成了世界上第一座用于研究BLSS的大型地基綜合實(shí)驗(yàn)裝置———B IO S系統(tǒng)，系統(tǒng)從藻類(lèi)培養(yǎng)到增加植物生長(zhǎng)艙，四年實(shí)驗(yàn)證明，氧氣完全能自給自足。

其后連續(xù)十年的升級(jí)實(shí)驗(yàn)表明，63平方米的植物種植面積使系統(tǒng)在氣體、水循環(huán)方面完全自給自足，并滿足3名實(shí)驗(yàn)人員約70%的食物需求。

“BIO S-3是迄今為止最成功的BLSS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它為后來(lái)其他國(guó)家開(kāi)展相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。”劉紅教授撰文評(píng)價(jià)說(shuō)，她曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了近10年的B LSS研究，上世紀(jì)90年代就在國(guó)內(nèi)首次完成了“人-萵苣——— 藻-蠶”地面小型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

11月初，劉紅主持修建的“月宮一號(hào)”也得到了類(lèi)似的評(píng)價(jià)，在多國(guó)專(zhuān)家參觀了北京航空航天大學(xué)建立的空間生命保障人工閉合生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置———“月宮一號(hào)”后，認(rèn)為它“是目前世界上最先進(jìn)的生物再生生命保障地基綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之一，將對(duì)生物再生生命保障系統(tǒng)的研究發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。”

目前，“月宮一號(hào)”還披著神秘的面紗，“10月底剛剛?cè)堪惭b完成，目前剛開(kāi)始啟動(dòng)性實(shí)驗(yàn)，我們將利用‘月宮一號(hào)’開(kāi)展有人密閉實(shí)驗(yàn)研究，建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、中國(guó)特色的月球基地B LSS技術(shù)。”劉紅說(shuō)，“月宮一號(hào)”將在2014年春節(jié)前后向公眾公開(kāi)。

劉紅透露，在寬闊的“月宮一號(hào)”，不僅種有蔬菜，還將有糧食和水果，滿足實(shí)驗(yàn)人員的全部氣體、水和食物的需要。

BLSS技術(shù)雖然經(jīng)歷了50余年的發(fā)展歷程，但至今該技術(shù)仍停留在實(shí)驗(yàn)研究階段，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。但美、德等國(guó)卻進(jìn)行了各種月球基地B LSS的概念設(shè)計(jì)：它建在月球南極常年光照的阿特肯盆地的山峰上，藏于月壤覆蓋的地下或半地下，全封閉的系統(tǒng)中，低壓接近1/2的地球海平面大氣壓，人和植物共同克服高真空、高輻射和隕石撞擊，植物的生長(zhǎng)保障著航天員長(zhǎng)期封閉生存和自給自足。