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揭秘月宫一号生命系统:除了肉所有物质97%循环再生

2014-07-28 12:01
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  在我们这个舱里我们是三层立体栽培,做到三层后也可以做到多层立体栽培,因为它的技术是一样的。作物的营养液的供给是用特制微孔管,植物需要多少水,它会从这个微孔管里吸出来多少,这样就没有浪费。

  在这个系统中种植植物的方式是跟我们地面上完全不一样的,地面上是种了一茬,收了之后再种下一茬,有的可能一年只能种一茬,而我们采用的是分批半连续培养。

  我们的系统中同时会存在处在各个生长阶段的植物,比如说小麦,就同时种着长了几天的小苗,已经是十几天的苗,二十几天的……马上要收获的,每隔7天收获一批种植一批,十期小麦同时存在。如果按照地面传统的种植方式,当小麦都处在第一期的时候,刚种下的种子前三四天不进行光合作用,之后的几天它长得很慢,光合作用强度很低,产氧很少,过不了几天,人就会因为二氧化碳浓度高中毒死了,或昏厥过去,所以我们必须分批半连续种植,每个生长阶段的都有,这样这里面的气体才是均衡的。不同批次同时种植还可以始终保持为乘员提供新鲜食物,而且库存很少,减少额外的库存花费。

  综合舱:异养生物“供给”二氧化碳和肥料

  “月宫一号”综合舱中主要是异养的生物,包括人、动物和微生物。这里的动物说的是黄粉虫,黄粉虫它给人提供动物蛋白。另外利用微生物进行废物处理,全部都是消耗氧气的。异养生物消耗了氧气然后排放了二氧化碳,空气就变成了富二氧化碳的空气,我们把它送到植物舱,植物用二氧化碳进行光合作用就产生了很多的氧气,空气就变成了富氧的空气,我们把它通过空气净化后再送到综合舱,这样我们的气体就可以循环起来了。

  同样的道理,我们的水也是循环的,空间站的人喝的水来自于空气冷凝水,我们的系统里的人喝的水、用的水也是来自空气冷凝水。植物在光合作用的同时会有蒸腾蒸发作用,蒸腾蒸发作用会产生水汽,还有人的呼吸、体表蒸发,以及废物处理都会产生很多的水汽,这些水汽我们通过冷凝获得冷凝水,通过处理净化之后给人饮用或者是用于卫生使用,多余的部分会把它配制成营养液用于植物栽培。

  人洗漱、洗菜、洗碗都会产生很多的卫生废水,单独收集之后也是经过处理把它净化,净化之后配制营养液用于植物栽培。尿液我们也是收集之后进理,同时回收尿液里面的水和氮素,尿液里的尿素含量很高,这个是植物所需要的营养元素,我们把水和氮素回收之后也是用于植物栽培。这样我们的水也是完全循环起来的,可以百分之百循环。

  各种固体废物,像植物的秸秆,人们吃的叶子,还有剩的一些饭,以及人的排泄物,把它们共同进行生物处理,它会放出二氧化碳,我们把这些二氧化碳送到植物舱进行光合作用,残留的物质可以用于植物栽培,这样我们的物质大多数也就可以循环利用起来。此外,这个系统里面将秸秆进行生物发酵之后跟老的菜叶子一起饲喂黄粉虫,还可以获得一部分的动物蛋白。

  这样我们整个系统的物质、氧气、水和食物都可以循环利用起来。

  除了肉所有物质97%循环再生

  5月20日我们完成了我国首次生物再生生命保障系统长期多人密闭实验。这次实验系统总的闭合度达到了97%,也就是说人所需要的所有物质97%是循环再生的,只有3%是外援的,主要是肉类。虽然我们培养了黄粉虫,但是人不能全吃黄粉虫,还是需要其他的肉类的。我们系统的氧气和水是百分之百再生的,食物总体再生了55%。

  “月宫一号”这次实验的居民有三个人,谢倍珍是博士(教师),董琛是博士研究生,王敏娟也是博士研究生。他们的分工非常明确,谢倍珍在这个系统里边除了担任舰长,还要负责舱内的科研管理工作,以及所有的废物处理,还有就是负责养黄粉虫。

  董琛主要是负责培养小麦,这个任务非常重要,因为在这里边一共有69平方米的种植面积,小麦40平方米,小麦是最主要的粮食作物,他种的好坏决定了这三个人能不能吃饱,氧气是否充足。王敏娟负责21种作物中除了小麦以外所有作物的栽培,种类非常多。此外,她还要负责做饭,对于我们这个系统来说,做饭很特殊,我们要从小麦粒开始去做。收获了小麦以后要把它磨成面,然后再去做面点。另外我们这个系统里边是不许爆炒、不允许有油烟的,所以她要用蒸煮的方式或者水炒的方式做出可口的饭。草莓是他们的奢侈品,不能天天供应,可能三天、四天能摘到一盘,所以他们吃草莓的时候就像过节。但是好处是105天每隔三天五天他们都能吃到一盘,这和我们地面上不一样,他们没有季节性。

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