基于任务需求和ESM分析的受控生态生保系统植物部件品种规划

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1、第23卷第5期载人航天Vol.23No.52017年10月MannedSpaceflightOct.2017基于任务需求和ESM分析的受控生态生保系统植物部件品种规划余青霓，唐永康，刘昊，高峰，艾为党（中国航天员科研训练中心，北京100094）摘要：针对任务周期长、距离远的长期载人深空探测，长期地外生存等任务要求建立受控生态生保系统，通过合适的植物部件利用当地资源进行空间作物生产。利用等效系统质量方法，比较了地球携带食物补给和受控生态生保系统植物部件就地生产两种补给模式的优劣。从受控生态生保系统角度讨论了主食

2、、果蔬和蛋白质-脂肪等食物需求与植物部件设计的关系，对1～2年任务周期的深空探测飞行任务首先应配备小量蔬菜栽培装置。可以利用太阳光时，2年以上即可建立植物部件生产果蔬；15年以上方可生产粮食作物；而只能利用人工光源时，3.4年以上的深空探测任务才适合植物部件供应新鲜果蔬，而主食则需要76年以上。油料作物的空间生产在目前技术条件下不具备应用可行性。关键词：任务需求；受控生态生保系统（CELSS）；等效系统质量（ESM）；植物部件；补给中图分类号：V444.3文献标识码：A文章编号：1674-5825（2017）

3、05-0589-08CropSchedulingofBiologicalComponentsinControlledEcologicalLifeSupportSystemBasedonMissionRequirementsandESMAnalysisYUQingni，TANGYongkang，LIUHao，GAOFeng，AIWeidang（ChinaAstronautResearchandTrainingCenter，Beijing100094，China）Abstract：Forthelong-durat

4、ionandfar-distancemanneddeep-spaceexplorationmissions，thelong-termextraterrestrialsurvivalrequiresthecontrolledecologicallifesupportsystem（CELSS）plantingtheselectedcropsinthebiologicalcomponents.Theadvantagesanddisadvantagesofthepresenttwokindsofsupplymodes

5、forlifesupportmaterialsincludingtheearthsupplyandthelocalbioregenera-tioninbiologicalcomponentswerecomparedbyequivalentsystemmassanalysis.Therelationsbe-tweenthefoodrequirementsofthestaplefood，thevegetablesandtheprotein-fatandthebiologicalcomponentsintermso

6、fcontrolledecologicallifesupportsystemwerediscussed.Asmallvegetableplantingprototypefacilityshouldbeequippedfor1～2yearsmanneddeep-spaceexplorationmis-sions.Whensunlightcanbeutilized，thebiologicalcomponentswouldbebuilttoproducevegeta-blesforatleast2yearsmiss

7、ions，graincropswouldbeplantedforatleast15yearsmissions；andyet，whenartificiallightcanbeutilized，onlymorethan3.4yearsmanneddeep-spaceexplorationmissionsaresuggestedtoproducevegetablesbybiologicalcomponents，andmorethan75yearsforstaplefood.Oilcropsareinfeasible

8、undercurrentspacetechnologies.Keywords：missionrequirement；controlledecologicallifesupportsystem（CELSS）；equivalentsys-temmass（ESM）；biologicalcomponents；supply星）探测任务中，由于距离地球较远且任务周期1引言很长，在任务过程中进行补给的运输成本将十