2人30天受控生态生保系统物质流调控技术研究

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1、第19卷第5期载人航天V01．19No．52013年9月MannedSpaceflightSep．2013—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一2人30天受控生态生保系统物质流调控技术研究郭双生1，董文平1，艾为党1，冯红旗2，唐永康1，黄志德2，沈韫赜2，任锦3，秦利锋1，曾固1，张立红1(1．中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室，北京100094；2中国航天员科研训练中心，北京100094；3．西北工业大学生命学院，西安710072

2、)摘要：利用受控生态生保系统集成实验平台，进行了2人30天的“人一植物”受控生态系统的大气和水等物质交换和动态平衡调控技术实验，实验过程中对物质流进行研究。试验结果证明系统内大气、水和食物的闭合度分别达到100．O％、84．5％和9．3％，系统能效比达到59．56∥(kW．m2．d)；种植面积为13．5m2的4种共生植物可以满足1人的呼吸需02量。初步掌握了密闭生态系统中植物与人之间的物质流特性及其动态平衡调控技术，并认识了系统中人、植物和环境三者之间的交互关系，为推动我国长期载人航天受控生态生保技术的深入发展与应用奠定了重要基础。关键词受控生态系统；人一植物；物

3、质流；调控机理中图分类号：V444．3文献标识码：A文章编号：1674-5825(2013)05-0067-08StudyonRegulatingTechniqueofMaterialFlowfor2-personand30dinIntegratedCELSSGuoShuangshen91，DongWenpin91，AiWeidan91，FengHongqi2，TangYongkan91，HuangZhide2，ShenYunze2，RenJin3，QinLifen91，ZengGul，ZhangLihon91(1．NationalKeyLaboratoryorH

4、umanFactorsEngineering，Beijing100094，China；2．ChinaAstronautResearchandTrainingCenter，Beijing100094，China；3．FacultyofLifeSciences，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：ToresearchtheregulatingtechnologyofmassflowbetweenmanandplantinCELSS．A2一men30．dayCELSSexperim

5、entwascarriedoutinwhichmassflowwasmonitoredandregulatedwithCELSSintegratedexperimentplatform．Thematerialclosuredegreeofair．waterandfoodreached100％．84．5％and9．3％respectivelywiththewholesystemclosuredegreeupto95．1％．Meanwhile．itwasprovedthat13．5m2ofplantscouldsatisfythedemandofonepersonfo

6、rO，needinthesystem，theenergyefficiencyratioreached59．56g／(kW。m2·day)．Thematerialflowdy—namicbalanceregulationtechnologyispreliminarilymasteredbetweenmenandplantbythetest．TheinteractioniSrealizedofman．plantandenvironmentinclosedsystem，whichiSofgreatsignifi—cancetotheadvancementoflong-t

7、ermmannedenvironmentcontrolandlifesuppofltechnologyinourcountry．Keywords：controlledecosystem；man-plant；airandwater；materialflow；regulationmechanism1引言长时间、远距离和多乘员的载人飞行任务，必须依靠受控生态生保系统(controlledecologicallifesupportsystem，CELSS)。CELSS的主要特点是可实现系统中物质的完全闭合循环。20世纪收稿日期：2013-05-21；修回日期：2013-0

8、8-05基