两大生命保障方式物化再生的生命保障系统

　　空间站主要采取物化再生的生命保障系统。在空间站里，人吸进氧气以后，会放出二氧化碳，二氧化碳会被收集，收集之后，进入一个反应器，叫萨巴蒂尔反应器。这个反应器还需要另外一种物质就是氢气。航天员会产生尿液，尿液收集之后经过尿液系统处理，获得水。

　　这个水进入水电解系统，水电解产生氢气，也到达萨巴蒂尔反应器，对二氧化碳进行反应生成了水。水电解的同时也产生氧气，氧气可供给航天员呼吸。

　　萨巴蒂尔反应器产生了水，进入水净化系统，净化之后进入饮用水储存箱，这部分水是给人喝的。所以大家不要以为航天员喝的是尿液处理之后的水。尿液处理后的这部分水是用来水电解制氧的，不是用来喝的，航天员喝的是净化后的空气冷凝水。

　　空间站的生命保障系统是物化再生的。物化再生的系统实际上有一部分物质是排放掉的，也就是它不是所有的都可以循环再生，它的循环再生率可以达到70%。

　　生物再生的生命保障系统

　　在空间站里面，我们可以时不时地给它送一些东西上去，可以满足航天员的基本需求。但是如果我们要建立月球基地，要建火星基地，物化再生生命保障系统是不能满足要求的。因为它只能再生氧气和水，而且还不是百分之百的，它不能再生食物。到目前以及可以预见的技术发展的将来，物化的技术还不能把人的粪便重新做出食物来，或者说做出来了人心理上也难以接受。

　　到目前为止，只有生物再生的方式才能把各种废物通过生物处理之后重新获得食物，同时获得氧气，获得水。这就是我这个团队研究的主题——生物再生的生命保障系统。

　　我们这个系统是基于生态系统的原理，结合工程控制技术和生物技术把植物、动物、微生物组合在一起，组合成一个人工闭合生态系统。在这个人工闭合生态系统里面，人所需要的物质，氧气、水和食物都可以循环再生，同时它有绿色植物、有动物，人长期以来已经习惯这样的环境。所以它对人的心理也是非常有益的，因此这个技术是长期载人航天必须的生命保障技术。

　　为登月准备的“月宫一号”105天的生存实验

　　从2004年开始我们开展了研究，要将其用到太空，必须要在地面做实验。2013年，我们设计了空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置，这是它的学名，我们给它命名为“月宫一号”，这样命名是因为在可预见的将来，它应该是最早会用在月球上。

　　我们从2014年2月3日(大年初四)开始做的实验，到5月20日结束，实验持续了105天。“月宫一号”由两个舱组成，植物舱和综合舱，舱中的每个角落除了私密空间卧室和洗漱间以外所有的角落都有视频监控，24小时监控，舱外的监控室24小时有人值班，舱内的各个部分的温湿度、压力和气体的情况也进行实时在线监控和数据采集。

　　植物舱：十期小麦共存，为人类供氧供食

　　我们在植物舱内种植了21种作物，它包括5种粮食作物，有小麦、大豆、花生、油莎豆和玉米。

　　油莎豆大家可能不太了解，它类似于花生，属于油料作物，是提供植物性脂肪的。另外的作物还有一些蔬菜，一种水果，水果就是草莓。相对于其他水果，草莓生长期比较短，而且它株高较低，占用的空间很少。

　　对于这个系统来说我们筛选植物首先要考虑它的株高，这跟地面上是不一样的，我们要考虑单位体积的产量，不是单位面积的产量。另外一个，我们要考虑这个作物是不是能够进行长日照，能够进行长日照是我们优先选择的，因为这样它生长得比较快，晚上也进行光合作用。我们采用的是人工光源，用的是LED灯，红灯和白灯组合的，24小时照明，光强也是可以调的，我们要通过这次实验进一步地优化我们的技术和工艺参数。