中國首次在“ 太空”種蔬菜

中國首次在“太空”種蔬菜

保障人類在外空間自主生活的高級階段是就地取材的方式，通過利用當地資源生產人類生活所必需的材料。

在地球外建造人類基地，是人類多年的夙愿。雖然達成這個愿望還需要長久的努力，但是人們在這方面的經驗卻在慢慢地積累著。目前中國科學家的一項階段性成果，讓這個愿望距離現實更近了一步。

12月初，中國航天員中心參試乘員唐永康、米濤結束了在密閉試驗艙內進行了30天的實驗順利出艙。這標志著我國首次“受控生態生保系統試驗”（以下簡稱“生保系統”）獲得圓滿成功。

太空艙空氣百分之百由植物提供

“受控生態生保系統”雖然念起來拗口，但是它的內容其實不難理解。生保系統又稱生物再生式生保系統，它利用植物的光合作用，一方面為航天員提供所需氧氣，同時凈化他們呼出的二氧化碳，完全實現大氣的自給自足。同時，通過飼養動物為航天員提供動物蛋白。通過微生物，將廢物轉化為可再用物質。

“這套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，可大大減少地面后勤補給。”中國航天員中心副主任鄧一兵介紹。

在模擬太空環境的密閉艙中，唐永康和米濤呼吸的空氣就來自于艙內種植的36平方米的植物，其中包含了生菜、油麥菜、紫背天葵、苦菊這4種可食用蔬菜。這些蔬菜不但承擔著為2名航天員提供呼吸用氧，并吸收二氧化碳的“重任”，它們同時還擔負著向每名航天員提供30到50克新鮮蔬菜的職責。

在這30天的試驗中，他們每天早晨6點半起床，每晚11點睡覺，與航天員在太空時一樣，他們吃的是航天食品，但不同的是還能吃到新鮮的生菜蘸醬。

據了解，在30天的試驗中，密閉艙中的所有氧氣均來自于這36平方米的植物，艙內大氣的閉合度，也就是自給自足的比例達到了100%。而水和食物的閉合度也達到了85%和15%。

在全部由植物制造的氧氣艙中，兩位航天員生活得很悠閑，在18平米大的乘員艙，唐永康和米濤在這里做了心理學、中醫等方面科學實驗，在空閑時，他們還會蹬自行車、練拉力器以及上網等。

自給自足是未來目標

目前，人類在地球外活動還處于補給品主要來自于地球的階段。“像國際空間站這樣的高科技云集的航天器，也并沒有做到完全系統內的自給自足。他們使用的是部分再生式生保系統。”中國空間技術研究院研究員龐之浩告訴記者。

據了解，距離地球350多公里的國際空間站雖然補給品等主要來自于地球，但是，比如氧氣主要來自于儲存在太空艙外的電解水，而電解水所消耗的電力由空間站的太陽能電池板提供。而貨運飛船、航天飛機也會定期向國際空間站運送設備和生活資料。

部分再生和完全再生的意義對于人類向太空發展是不可同日而語的。北京大學地空學院焦維新教授告訴記者，人們現在僅僅是到了低地球軌道，建立了國際空間站，可以說還沒有完全離開地球。一些物資供給還可以繼續依賴地球的供應。人類未來長遠目的是向月球、火星乃至更深遠的宇宙發展。如果還是需要從地球運送物資，人類永遠不能真正在太空中走遠。

目前把一公斤的有效載荷送到低地球軌道（距離地球350公里左右，國際空間站的位置），就要花費2萬美元。若是送到距離地球38萬公里的月球，那么花費還有技術難度更是不計其數，更別提更加遙遠的火星。如果還采用從地球補充物資的方式，不管從花費還是技術角度，都是一個不可能完成的任務。

焦維新說，所以這次生保系統的試驗成功，是非常有意義的。今后登陸月球，如果僅僅還是登陸，那么就等于重復60年代的美國登月，毫無意義。所以未來的登月，一定是搞月球基地。在這個目的下，這次的實驗是很有前瞻性的。因為建造月球基地的基礎，就是構建起一個能夠全部自給自足的空間。而且這也是為未來探索更遠的星球在做準備。

真正應用于太空尚需時日

這次實驗的成功，并不意味著我們就擁有自給自足式空間站的制造能力。“小的地球實驗室，和遙遠的太空環境是有很大差別的。”焦維新說，實驗總是可以在局部小環境里得到，而在真實的太空空間中建造，還有很多路要走。

地面試驗是第一步的基礎，等到建造了空間站，還要到太空去做實驗，觀察實驗的可行性。地面和太空的環境是很不同的。以植物為例，太空中，在失重環境、震動、噪聲、輻射等因素的影響下，植物的生長不會像地球一樣，像在失重環境下，小麥不再是向上生長，而是伸向四面八方。

此外，焦維新坦言，我國還有很多問題需要解決，比如在太空中，栽培植物用什么營養液合適、什么光照條件以及植物在太空的生長規律等，我們還需要進一步探索。這些都必須要到真正的太空去探索。

“這次的實驗會盡量模擬太空環境，但是在地面不可能完全模擬，尤其是失重環境還有輻射等，是不能模擬的。” 龐之浩說，先把原理性的東西在地面搭建起來，真正要工程化還是很復雜的。

實際上，人們有三條途徑可以保障人類在外空間自主生活，首先是目前常用的地球補給；其次就是現在正在研究的自給自足的生保系統；而更高級的階段則是就地取材的方式，通過利用當地資源生產人類生活所必需的材料。

焦維新說，探索宇宙是一項聚集了高精尖科技并且花費巨大的工程。所以未來建造地球外的人類基地，就地取材的方式將是未來的方向。比如在眾多星球中，月球的氧元素是最多的，所以人們就要考慮如何利用氫、氧元素合成水，因為即便是自給自足的生保系統，還是需要在前期帶上足夠的水，而若是就地取材，這個問題就簡單很多。在每公斤載荷都異常寶貴的情況下，減少基本生活物資的裝載，就能為科研器材的搭載提供更多的空間。