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保障太空生活有三招

如何為航天員的太空生活提供保障？目前人們所能想到的方法第一種是自帶所需物資，這是目前所有載人航天器所采用的方法。這種方法成本很高，升空的時(shí)候要攜帶大量生活必需品，返航的時(shí)候要攜帶糞便和其他生活垃圾。第二種方法是就地取材在外星上獲得物資。這種方法所需的技術(shù)要求很高，目前還沒(méi)有什么實(shí)際進(jìn)展。

現(xiàn)在的太空旅行大多只有幾天，一直在太空中停留的載人國(guó)際空間站，需要3個(gè)月補(bǔ)給一次物資。如果要進(jìn)行外星探索，比如飛往火星，那時(shí)間就很長(zhǎng)了。2011年發(fā)射到火星的“好奇”號(hào)火星車(chē)，經(jīng)歷了10個(gè)月才抵達(dá)火星。如果載人航天器飛往火星，飛行時(shí)間肯定會(huì)超過(guò)1年，往返就得2年。

這樣看起來(lái)，載人火星探索光是吃喝拉撒就很艱難了。難道就沒(méi)有別的辦法了？有！這就是太空生命保障的第三種方法：受控生態(tài)生保系統(tǒng)。

造一艘新的“諾亞方舟”

所謂受控生態(tài)生保系統(tǒng)，其實(shí)就是一個(gè)封閉的“太空農(nóng)場(chǎng)”。在這個(gè)“農(nóng)場(chǎng)”中，航天員的大小便和部分生活垃圾經(jīng)過(guò)微生物的分解發(fā)酵之后，可以作為植物的肥料。植物可以直接作為航天員的素食，也可以作為“農(nóng)場(chǎng)”中動(dòng)物的飼料，這些動(dòng)物則可以成為航天員的肉食。更為重要的是，植物還可以為航天員和動(dòng)物提供所需的氧氣，而航天員和動(dòng)物呼出的二氧化碳則可被植物吸收，通過(guò)光合作用合成有機(jī)物質(zhì)。植物吸收航天員的尿液后，還可以通過(guò)蒸騰作用把尿液部分轉(zhuǎn)化為水蒸氣，冷凝后就可以成為干凈的飲用水。

在理想狀態(tài)下，未來(lái)的太空旅行不需要攜帶太多的飲食，只需要攜帶一些植物種子和不同性別的動(dòng)物幼體，另加少量的應(yīng)急飲水和食物，就可以在太空中長(zhǎng)期漫游了。未來(lái)的太空飛船很可能就像是傳說(shuō)中的“諾亞方舟”，其中承載了不少生物。這些生物不但是航天員的伙伴，也是航天員的食物。未來(lái)的航天員將擁有多重身份，他們不僅是航天員，科學(xué)家和探險(xiǎn)家，還是會(huì)在太空艙中種地的“太空農(nóng)民”。當(dāng)然，受控生態(tài)生保系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)不僅適用于太空艙，也適用于外星基地。

多國(guó)開(kāi)發(fā)太空農(nóng)場(chǎng)

近幾十年來(lái)，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家一直沒(méi)有間斷過(guò)對(duì)太空農(nóng)場(chǎng)可行性的研究。早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)和蘇聯(lián)就開(kāi)始了太空農(nóng)場(chǎng)的研究，在空間植物培養(yǎng)等方面開(kāi)展了大量研究。

1972年，蘇聯(lián)科學(xué)家首次嘗試建造了受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)，完成了“生態(tài)圈3號(hào)”的建造。

1989年、1991年，美國(guó)先后建造了“生態(tài)之家”和“生態(tài)圈2號(hào)”（題圖）兩個(gè)受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)。但實(shí)驗(yàn)并不成功。

1994年，我國(guó)在載人航天工程啟動(dòng)后不久就開(kāi)始了太空農(nóng)場(chǎng)的相關(guān)研究工作。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，逐步建成了受控生態(tài)生命保障技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。2012年11月，參試乘員首次進(jìn)入密閉的受控生態(tài)生保系統(tǒng)。未來(lái)的太空農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)將從地面轉(zhuǎn)移到“天宮”系列空間站。

未來(lái)去火星看日出

如果受控生態(tài)生保系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展成熟，那么未來(lái)人類(lèi)就有希望在月球或是火星上，人工建造一個(gè)“小地球”?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，如果吃喝拉撒的問(wèn)題能得到很好的解決，第一批外星移民可能在50年內(nèi)出現(xiàn)。到了那時(shí)，去火星看日出將成為新的旅游熱潮。

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太空新鮮肉食很可能是蠶

說(shuō)到太空肉食，我們馬上會(huì)想到豬、牛、羊和雞、鴨、魚(yú)。的確，一些科學(xué)家認(rèn)可這種觀(guān)點(diǎn)。然而，中國(guó)科學(xué)家卻推薦了一款我們可能難以下咽的肉食一煎蠶。在外星基地中，飼養(yǎng)大型動(dòng)物還有可能，要在太空艙的狹小空間中飼養(yǎng)這些動(dòng)物就很不現(xiàn)實(shí)?？茖W(xué)家為此推薦了小個(gè)頭的蠶。他們認(rèn)為蠶的蛋白質(zhì)含量高、生長(zhǎng)周期短、生物轉(zhuǎn)化效率高、活動(dòng)所需空間小，飼養(yǎng)蠶的過(guò)程中氣味小、不產(chǎn)生廢水。因此，蠶有希望作為太空旅行所需動(dòng)物蛋白質(zhì)的最佳候選動(dòng)物。