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时间:2019-01-09
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1、中国首次在“太空”种蔬菜 保障人类在外空间自主生活的高级阶段是就地取材的方式,通过利用当地资源生产人类生活所必需的材料。 在地球外建造人类基地,是人类多年的夙愿。虽然达成这个愿望还需要长久的努力,但是人们在这方面的经验却在慢慢地积累着。目前中国科学家的一项阶段性成果,让这个愿望距离现实更近了一步。 12月初,中国航天员中心参试乘员唐永康、米涛结束了在密闭试验舱内进行了30天的实验顺利出舱。这标志着我国首次“受控生态生保系统试验”(以下简称“生保系统”)获得圆满成功。 太空舱空气百分之百由植物提供 “受控生态生保系统”虽然念起来拗口,但是它的内容其实不难理解。生保系统又
2、称生物再生式生保系统,它利用植物的光合作用,一方面为航天员提供所需氧气,同时净化他们呼出的二氧化碳,完全实现大气的自给自足。同时,通过饲养动物为航天员提供动物蛋白。通过微生物,将废物转化为可再用物质。 “这套系统的最大特点是能实现系统内食物、氧气和水等基本生保物质的全部再生,可大大减少地面后勤补给。”中国航天员中心副主任邓一兵介绍。4 在模拟太空环境的密闭舱中,唐永康和米涛呼吸的空气就来自于舱内种植的36平方米的植物,其中包含了生菜、油麦菜、紫背天葵、苦菊这4种可食用蔬菜。这些蔬菜不但承担着为2名航天员提供呼吸用氧,并吸收二氧化碳的“重任”,它们同时还担负着向每名航天员提供
3、30到50克新鲜蔬菜的职责。 在这30天的试验中,他们每天早晨6点半起床,每晚11点睡觉,与航天员在太空时一样,他们吃的是航天食品,但不同的是还能吃到新鲜的生菜蘸酱。 据了解,在30天的试验中,密闭舱中的所有氧气均来自于这36平方米的植物,舱内大气的闭合度,也就是自给自足的比例达到了100%。而水和食物的闭合度也达到了85%和15%。 在全部由植物制造的氧气舱中,两位航天员生活得很悠闲,在18平米大的乘员舱,唐永康和米涛在这里做了心理学、中医等方面科学实验,在空闲时,他们还会蹬自行车、练拉力器以及上网等。 自给自足是未来目标 目前,人类在地球外活动还处于补给品主要来自
4、于地球的阶段。“像国际空间站这样的高科技云集的航天器,也并没有做到完全系统内的自给自足。他们使用的是部分再生式生保系统。”中国空间技术研究院研究员庞之浩告诉记者。 据了解,距离地球350多公里的国际空间站虽然补给品等主要来自于地球,但是,比如氧气主要来自于储存在太空舱外的电解水,而电解水所消耗的电力由空间站的太阳能电池板提供。而货运飞船、航天飞机也会定期向国际空间站运送设备和生活资料。4 部分再生和完全再生的意义对于人类向太空发展是不可同日而语的。北京大学地空学院焦维新教授告诉记者,人们现在仅仅是到了低地球轨道,建立了国际空间站,可以说还没有完全离开地球。一些物资供给还可以
5、继续依赖地球的供应。人类未来长远目的是向月球、火星乃至更深远的宇宙发展。如果还是需要从地球运送物资,人类永远不能真正在太空中走远。 目前把一公斤的有效载荷送到低地球轨道(距离地球350公里左右,国际空间站的位置),就要花费2万美元。若是送到距离地球38万公里的月球,那么花费还有技术难度更是不计其数,更别提更加遥远的火星。如果还采用从地球补充物资的方式,不管从花费还是技术角度,都是一个不可能完成的任务。 焦维新说,所以这次生保系统的试验成功,是非常有意义的。今后登陆月球,如果仅仅还是登陆,那么就等于重复60年代的美国登月,毫无意义。所以未来的登月,一定是搞月球基地。在这个目的
6、下,这次的实验是很有前瞻性的。因为建造月球基地的基础,就是构建起一个能够全部自给自足的空间。而且这也是为未来探索更远的星球在做准备。 真正应用于太空尚需时日 这次实验的成功,并不意味着我们就拥有自给自足式空间站的制造能力。“小的地球实验室,和遥远的太空环境是有很大差别的。”焦维新说,实验总是可以在局部小环境里得到,而在真实的太空空间中建造,还有很多路要走。4 地面试验是第一步的基础,等到建造了空间站,还要到太空去做实验,观察实验的可行性。地面和太空的环境是很不同的。以植物为例,太空中,在失重环境、震动、噪声、辐射等因素的影响下,植物的生长不会像地球一样,像在失重环境下,小
7、麦不再是向上生长,而是伸向四面八方。 此外,焦维新坦言,我国还有很多问题需要解决,比如在太空中,栽培植物用什么营养液合适、什么光照条件以及植物在太空的生长规律等,我们还需要进一步探索。这些都必须要到真正的太空去探索。 “这次的实验会尽量模拟太空环境,但是在地面不可能完全模拟,尤其是失重环境还有辐射等,是不能模拟的。” 庞之浩说,先把原理性的东西在地面搭建起来,真正要工程化还是很复杂的。 实际上,人们有三条途径可以保障人类在外空间自主生活,首先是目前常用的地球补给;其次就是现在正在研究的
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