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人造生物圈

人造受控生态生保系统集成实验平台

人造生物圈是一种受控生态生保系统集成实验平台，它被用于测试人类是否能在以及如何在一个封闭的生物圈中生活和工作，探索在未来的太空殖民中封闭生态系统可能的用途。实现远距离或长时间的载人深空探测、地外星球定居。首先要保障的就是航天员的人体循环。2012年12月初，中国首次完成受控生态生保系统密闭试验。

词条简介
2012年12月1日，在北京航天城内，完成试验的中国航天员中心唐永康、米涛结束为期30天的封闭试验，顺利走出中国首次受控生态生保系统试验平台密封舱。
与其他密封舱需要外部供氧不同，这个舱体内的氧气完全由其搭载的四种蔬菜产生。这次试验成功标志着中国载人深空探测和建立月球基地的基础保障技术已经攻克。
舱内设置
内部结构
密闭舱内总面积54平方米，一进密封门，就是大约18平方米的乘员舱。这个舱室的布局与“筒子楼”房间几乎相同。
进门左手边是医监医保设备，乘员还可以在这里用餐。紧挨着的是一台跑步机，旁边还放着拉力器和有氧训练仪等。右手边是两张双层床，上面是床铺，下面装有写字台，参试乘员就在这里上网、看书。挨着床铺的，是密闭淋浴室。
舱内的厨房是开放式的，只能用微波炉加热一些预包装食品，绝对不能进行炒菜等易产生油烟、蒸汽和废气的操作。
在“灶台”附近有一扇小门，穿过去就是36平方米的植物培养舱。这里种植的蔬菜并不像农田里一样种在土壤上，而都采用无土栽培和滴灌技术。
生存环境
密闭舱内模拟了航天员在太空的生存环境。生活空间，除了18平方米的乘员舱，还有36平方米的植物培养舱，种植了生菜、油麦菜、紫背天葵和苦菊四种蔬菜。在数盏LED灯光的照射下，这些植物通过光合作用，净化舱内乘员呼出的二氧化碳，使舱室内的氧气和二氧化碳保持动态平衡。
由于要模拟太空状态，种植这些蔬菜要突破低气压、人工光照、人工土壤制备、微藻、废水循环、缓释肥料等多种技术。一公斤蔬菜的种植成本甚至高达上万元。
实验成果
受控生态生保系统集成实验平台内景。试验数据显示，每天参试乘员上床休息后，舱内氧气含量就会明显升高。而早上唐永康、米涛起床开始刷牙时，舱内含氧量就会随之降低，两人开展有氧体能训练时舱内的氧气含量最低。可以确定，每13.5平方米绿色植物可为1名中国航天员提供足够的氧气。
本次试验选择的生菜等四种蔬菜的氧气转化效率最优，也就是说同等种植面积下可以吸收最多的二氧化碳，释放出最多的氧气。而培养舱内的紫红色LED灯光也是根据这四种蔬菜对光谱、光质的“偏爱”确定的。
在试验舱内，乘员的尿液也被收集起来，经净化成为纯水，一部分用于浇灌植物，一部分用于电解产生氧气。据介绍，试验舱内，冷凝水实现了100%回收利用，卫生废水和尿液回用率也达到了60%。
科学用途
“人造生物圈”在地外星球上，可在月球环形山的半山腰建造窑洞安置“人造生物圈”。届时，可利用月球上丰富的氦资源，以核电和太阳能为能源维持“人造生物圈”的运行。
在地球上，“人造生物圈”也有多种用途。在南北极科考站，核潜艇、航母和远洋作业船上，在南沙岛礁中的孤岛和边防哨所等特殊环境中，都可建立微生态循环系统，提供新鲜蔬菜，改善生活环境，缓解驻守人员的心理压力。
未来发展
中国航天员中心计划将建设更大规模的太空生态园，可以满足最多8人、数月乃至数年的物质闭合循环试验研究，为将来建立月球或火星基地生命保障系统提供技术支撑。
未来的生态园和外星基地中还会种小麦、养动物。航天员可以亲手收割并把小麦磨成面粉，制成面包、馒头，还可以包饺子。”
未来可在太空中养殖的动物，而太空中养殖的动物，将优选无异味儿的水生动物，入选的鱼类等还要少骨、少刺、生长快，最好全部都能食用，为航天员提供动物蛋白质。泥鳅、海参等都是目前的备选品种。
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