我们未来的月球基地是啥样子.doc

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1、我们未来的月球基地是啥样子用学过的知识以问答的形式来扒一扒月宫一号，大家就可以大致看到我们未来的月球基地是啥样子了。图1月宫一号示意图      图2月宫一号植物舱 1、为什么图2里月宫一号植物舱灯光是红色的？  因为植物光合作用在红光照射下效率最高。日光是由各种波长的光混合而成的，故看上去接近白色。但是并不是所有波长的光都能被植物用于光合作用的能源，植物对红光和蓝光这两个波长的吸收效率最高（见图3）。图3叶绿素a、b的吸收峰   如图可见400多纳米和近700纳米波长的可见光是植物光合作用利用率最高的光。因此，与其浪费能量发白光

2、，不如把所有能量都用来发射植物光合作用时利用率最高的光，以实现节能与高产。  植物舱为了尽可能扩大种植面积，采用3层书架式种植，让粮食和蔬菜们住上了楼房。每一层“书架”的天花板上安装有发红光的LED阵列，为植物光合作用提供充足的能量。为什么是LED呢？因为LED的发光效率最高，也就是实现同样亮度的照明需要更少电力。（见图4）图4主要照明设备的发光效率   如图可见，LED即发光二极管的发光效率远远高于其他照明设备。家用日光灯把40%以上的电能转换成了热量而不是光能，白炽灯发热更厉害。植物光合作用所需照明远比一般室内照明亮度高，而月

3、球基地能源有限，必须使用高效率的照明设备。2、植物舱有什么用处？  植物舱除了为基地人员提供蔬菜、水果等食物以外，还起到提供氧气和净化废水的作用，是人工生态系统的重要组成部分。全封闭的月球基地里的二氧化碳主要来源于人和动物（黄粉虫）的呼吸，以及对菜皮、食物残余等有机垃圾进行的降解处理。经过净化的富二氧化碳的空气被管道系统输送到植物舱中，供植物进行光合作用。植物借助光能，以二氧化碳和水为主要原料合成淀粉、葡萄糖等，成为人类的食物。  月宫中的废水主要来源于人的尿液、洗漱用水等。尿液中富含尿素即氮肥，与净化过的洗漱废水一起灌溉植物舱里

4、的作物。这些灌溉用水小部分被植物用于合成淀粉、糖等有机物，固定到植物的叶、果等部位里，最终被人类食用，大部分水被植物根系吸收以后通过叶片的气孔蒸发。植物的蒸腾作用可是很厉害的，如果不加控制，植物舱的湿度会直线蹿升。植物舱中的冷凝系统把多余水蒸气凝结成水回收，净化以后添加微量元素供人饮用。由于尿素等物质不会随水蒸气一起从叶片气孔蒸发，所以，植物就相当于把废水彻底过滤了一遍。  另外，从图2中可以看出，植物舱里好像使用的是滴灌系统。这也是因为在水的重复利用率达到100%的月球基地，不宜进行粗放的灌溉。3、月球基地里有肉吃吗？  月宫1

5、号中，动物类食物并没有达到100%的循环率，而是采用了外部带入和自己生产两种方式。  外部带入，新闻报道里没有直接提到，但是我们可以推测得知。因为月宫1号自产的粮食和蔬菜水果是足够的，而报道中提及食物的循环率为55%，也就是说至少有一部分动物性食物没有参加循环。外部带入，估计是铝箔真空脱水包装的肉类食物。而自产文中提到，是黄粉虫。  黄粉虫又称面包虫，其幼虫、蛹和成虫均富含蛋白质、氨基酸和微量元素，早已是大规模养殖的对象。除了用作鸟食以外，也用来生产蛋白粉等供人类食用。其实地球上有些人也吃蝉、蝉蛹、蚱蜢等，本来就用作食用的黄粉虫加

6、工以后食用也是可以接受的。图5地球上的黄粉虫养殖车间   为什么月宫里不养殖牲畜、家禽呢？主要还是因为月宫空间有限，而且能够提供的植物性食物也有限的缘故。如果饲养家禽和牲畜需要提供大量植物性食物作为饲料。而且，鸟类和哺乳动物吃下去的东西大部分是用来维持体温的，真正转换成基地人员要的“肉”的，只有很小一部分，所以不适合小规模基地。而昆虫则是把大部分食物转化成自己的身体，繁殖和成长迅速，所以更适合小规模基地。  当然，除了昆虫，鱼类也是食物转化率很高的。将来如果月球基地二期扩建，可以考虑专门加一个鱼类舱，用多层书架式水槽来饲养长得快的

7、淡水鱼，以丰富餐桌和提高食物循环率，减少对货运飞船往返地月之间运输食物的需求。