我國人工生態系統實現突破 外星球定居成為可能

從楊利偉到景海鵬、劉旺和劉洋，在我國當前的載人航天活動中，航天員在太空中呼吸的氧氣、喝的水、吃的食物都需要從地面帶上天，航天員的排泄物則需裝在特殊的袋子裏帶回地球。

而在今後，這樣的情況或將完全不同。通過建立一個受控生態生保系統，航天員在太空中所需要的氧氣、水和食物均能在系統內部得以再生利用，實現“自給自足”。

昨天下午，中國航天員中心宣佈：我國首次受控生態生保集成實驗取得圓滿成功。兩名參試乘員唐永康、米濤在密閉實驗艙內進行了為期30天的科學實驗，順利出艙。此舉標誌我國在受控生態生保技術研究領域已邁進系統化、集成化階段，對推進我國長期載人航天飛行環控生保技術的發展具有標誌性意義。

□實驗現場

36平米蔬菜又供氧氣又供吃

昨天下午，身穿藍色實驗服的唐永康和米濤走出密閉艙，一臉笑容。這兩個30多歲的年輕人都是中國航天員科研訓練中心研究人員，得知要進行首次受控生態生保實驗的消息都主動請纓，經身心檢查、相關測試等層層選拔後方得以進艙，被“關”了整整一個月。

高興和激動，是兩個受試年輕人進艙和出艙時的心情。01號崗的唐永康介紹，30天裏他們每天早晨6點半起牀，每晚11點睡覺，“吃得好，睡得也挺踏實”。

與航天員在太空時一樣，他們吃的是航天食品，菜品每四天一輪換，但不同的是他們能吃到新鮮蔬菜，這些蔬菜是這次實驗的重要角色。“我倆都特別喜歡吃那個蔬菜，作為航天食品的調節。”唐永康介紹，這些蔬菜在進艙前已培養好，儘管一日兩餐都新鮮採摘，塗抹甜辣醬後“美美地生吃”，但兩人根本吃不完36平米的蔬菜。

這個去年建成的“受控生態生保系統集成實驗平台”，利用植物的光合作用，一方面為乘員提供所需氧氣，同時淨化他們呼出的二氧化碳，完全實現大氣的“自給自足”，用專業術語即達100%的大氣閉合度。

在36平米大的植物艙一側，是18平米大的乘員艙，過去一個月裏，唐永康和米濤在這裏做了心理學、中醫等方面科學實驗，進行蹬自行車、拉拉力器等鍛鍊，也上網看新聞，和親友聊天。儘管待在全密閉的艙裏，但日子過得有滋有味。

航天員中心副主任鄧一兵介紹，本次實驗中，航天員中心首次突破“人-植物”大氣氧和二氧化碳交換動態平衡調控技術，微生物廢水綜合處理和循環利用等多項關鍵技術，大氣、水和食物的閉合度（即自給自足比例）分別達到100%、85%和15%。

□技術應用

相關技術不僅限於載人航天領域

這次實驗的成功，意味着我國已具備開展2到3人、30天或更長時間“人-植物”受控生態生保整合實驗的能力。

生保，就是生命保障技術，是讓人在惡劣環境得以生存，進而更好地生活和工作。航天員中心副主任鄧一兵介紹，開展長期載人深空探測、月球火星等地外星球定居與開發是未來航天技術發展的必然方向，而建立受控生態生保系統是解決航天員生命保障問題的根本途徑。

據介紹，此前神舟系列飛船應用的是第一代“非再生”生保系統，現已逐步納入第二代“物理化學再生式”生保系統，而此次實驗標誌第三代生保系統取得階段性成功。下一步還需實現飲用水的“自給自足”，並讓大便等排泄物進入生態循環系統。

相比國外，我國相關研究起步較晚，但經過近二十年發展，現已突破並掌握密閉系統植物集約化培養和物質循環利用等多項關鍵技術。中國航天員中心正積極籌劃，擬聯合多家相關科研單位申請建設具備世界先進水平、規模更大的太空密閉生態循環系統研究基地。

這一基地將具備開展4到8人、數月到數年的受控生態生保系統綜合集成實驗研究能力。除載人航天外，相關技術還可在南北極科考站、核潛艇、航母、遠洋作業船等特殊環境中應用，通過建立生態循環系統供應新鮮食物，改善生活環境。

□名詞解釋

開展長期載人深空探測和月球、火星等地外星球定居與開發是未來航天技術發展的必然方向，而建立受控生態生保系統是解決航天員生命保障問題的根本途徑。

受控生態生保系統又叫生物再生生保系統，主要通過高等植物和微藻為航天員生產食物、氧氣和水，並去除航天員產生的二氧化碳等氣體；通過飼養動物為航天員提供動物蛋白；通過微生物的分解作用，將系統內的廢物轉化為可再用的物質，從而實現系統內物質的完全閉合循環。

該系統的最大特點是能實現系統內食物、氧氣和水等基本生保物質的全部再生，物質閉合程度高，可大大減少地面的後勤補給，併為航天員提供一個鮮活的綠色環境，從而調節其心理狀態。