中国载人航天工程副总设计师杨利伟揭秘太空农场与生物再生生命保障系统

9月6日，中国载人航天工程副总设计师杨利伟出席活动并介绍，中国载人航天拥有环境控制和生物保障系统，可以保证人们在太空生活和进行科学实验。以前是便携式的，但现在空间站是可再生的，未来可能会出现“太空农场”，可以种植农作物和植物，形成生态系统。

虽然月球土壤不能种植蔬菜

但“太空农场”可以

消息一出

网友太空种菜热情再次被调动起来

然而，“太空农场”不仅仅是太空中的“菜地”，更是适合人类长期工作和生活的地方。它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“生物再生生命支持系统（Life，BLSS）”。它依据生态系统原理，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、水和食物等人类生命必需物质，可以在系统内循环再生，为居住者提供类似于地球生物圈的生态环境。

当人们进入这个人工生态系统时，就成为了生态系统的消费链环节，同时扮演着控制者的角色，形成了一个封闭的人工生态系统（Man-made，MCES）。

中国未来的太空农场

建设这样一个“农场”并不容易。太空环境复杂，失重、宇宙射线、二氧化碳与氧气的比例不恒定……

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。

中国已经在地球上拥有了“太空农场”——

月宫一号

“月宫一号”由北京航空航天大学建设，是我国第一个、世界第三个空间基地生命保障基础综合实验装置。

“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，总容积500立方米。

综合舱包括起居室、人员通讯及工作间、洗涤间、垃圾处理间和防虫间。每个植物舱分为两个机房，可根据不同植物生长需求独立控制环境条件。

2014年5月，“愚公一号”成功完成我国首次长期高封闭一体化实验。此次密封实验历时105天，使我国技术水平与国际最高水平处于同一水平。

2017年至2018年，三组志愿者在“月宫一号”上成功挑战370天生存，完成了世界上最长、封闭性最高的生物再生生命保障系统实验，系统封闭性达到98%。 ，氧气和水100%在系统中循环再生，食物80%循环再生。

实验过程中，这里的蔬菜生长环境完全模拟了太空状态，突破了低气压、人工照明、废水循环、施肥等技术难题。采用无土栽培和滴灌技术，一公斤的成本就花费数万元。

小屋仅依靠灯光打开和关闭来模拟日出和日落。虽然也是“日出而作，日落而息”，但体验却截然不同。小麦是唯一需要每周收获三次的农作物。

在首次长期高封闭综合试验中，剧组精选了5种粮食作物（小麦、大豆、花生、莎菜豆、玉米）和15种蔬菜作物（胡萝卜、青豆、紫叶油菜、紫叶油菜、和紫叶油菜籽）。叶用生菜、奶油生菜、生菜、菊花、马齿苋、苋菜等）、水果1种（草莓）。同时，利用不可食用的植物生物质（秸秆等）来培育黄粉虫。

工作人员收获谷物、蔬菜、水果和黄粉虫，在系统中进行加工和食用，而不可食用的生物质则与人类粪便和食物残渣等废物一起利用发达的生物技术进行处理，制备土壤基质，用于回收植物种植。

综合舱内人、动物和废物处理产生的富含二氧化碳的空气经过净化后送至植物舱进行植物的光合作用；植物舱产生的富氧空气经过净化后送至综合舱供人和动物呼吸，并提供废物处理所需的氧气。植物舱内植物蒸腾作用产生的冷凝水经过净化后，由系统补充部分微量元素后送至综合舱，满足人类生活用水需求。其余的与净化的生活废水和尿液一起用于植物种植。这样就形成了一个闭环的生命维持系统。

“月宫一号”积累的经验、技术和成果不仅对载人航天具有重要意义，而且很多技术还可以投入民用，造福人民。比如外舱采用的三维植物无土栽培技术，在农业生产中也有很好的应用前景。