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云南农业大学参与“绿航星际—4人180天受控生态生保系统集成试验”
作者:马啸 来源:供稿 时间:2016-06-20浏览次数:

      本站消息   6月17日上午,“绿航星际”4人180天受控生态生保系统集成试验在深圳市太空科技南方研究院正式启动。云南农业大学、云南省高原特色农业产业研究院牵头的科研团队参与该项科学试验的相关研究工作。

      当天,通过相关单位推荐和社会招募的4名志愿者进入370平方米的密闭舱内,正式启动180天的受控生态生保技术试验。此次试验的顺利启动,对建立发展适合多乘员长时间驻留的高闭合度、运行高效、系统可靠的生命健康保障体系新方法新技术具有重要意义,标志着我国自主掌握的受控生态生保技术达到国际先进水平。

 

启动仪式现场

 

      胡文瑞院士、姚开泰院士、杨焕明院士、曾广商院士、陈志南院士、任南琪院士和科技部、中国航天员科研训练中心、广东省和深圳市等的相关领导参加了启动仪式。

      本次试验由太空科技南方研究院组织,航天员中心提供技术支撑,共同完成此次试验,并得到中科院生态环境研究中心、哈尔滨工业大学、华大基因研究院、云南农业大学等9家国内单位和法国国家空间研究中心、哈佛大学医学院、德国宇航中心等6家国外单位共同支持参与。云南农业大学校长盛军教授作为参试单位代表,受邀参加了本次试验的阶段放行评审暨动员会,并见证了启动仪式。

 

阶段放行评审暨动员会参会院士专家

 

      云南省人民政府率先于2014年与载人航天工程办公室签署战略合作协议,由云南省太空生物科技发展促进会作为联络协调机构,以云南农业大学、云南省高原特色农业产业研究院等多家省内科研院所及单位为支撑,开展了大量卓有成效的工作。

      作为航天科技事业合作院校云南农业大学、省高原特色农业产业研究院牵头的科研团队推荐了辣木等云南特色物种作为未来太空食品的候选物种,在“绿航星际-4人180天受控生态生保系统集成试验”项目中主要承担辣木进仓部分的科研工作,为进舱试验提供安全优质的辣木籽种累计超过10kg,保持了良好的出芽率和生长进度,利用自身研发团队的各项研究成果为试验保驾护航。

 

试验仓里茁壮成长的辣木苗(下层)

 

      辣木,作为人类健康与粮食安全新资源作物越来越被各界重视,以云南农业大学为代表的研究团队,在世界上第一个完成了辣木基因组的破译工作,成功绘制世界上首个辣木基因组精细图谱。辣木已确定做为重要的可食用作物为实验志愿者的日常蔬菜食用。

     云南农业大学于2015年10月21日起在昆明实验室与北京实验室同步开始预实验,经过四个月的培养选育,为正式实验选育出印度传统种、晶集3号、Pkm-1等适宜受控生态生保系统条件下的优良品种,并一直为北京、深圳两地的实验室提供技术支撑。在接下来的时间里,云南农业大学昆明实验室还将继续同步参与“绿航星际—4人180天受控生态生保系统集成试验”项目,相信未来云南省会通过不断加深与中国航空航天事业之间的合作关系,积极参与谱写中国“航天梦”的云南篇章。

 

辣木筛选试验场景

 

      新闻背景介绍:

      坐落于深圳市太空科技南方研究院的受控生态生保系统(CELSS)集成试验平台将依据地球生物圈“生产者-消费者-分解者”的基本原理,在密闭空间构建“人-植物-微生物-环境”的小型人工自循环式受控生态系统,通过植物生长、微生物分解等生物过程实现系统内食物、水、氧气等生保物资的再生循环,并辅以一定的物化手段,提供适宜人类健康生长与生活的基础环境。

 

生控生保系统运行基本原理

 

      受控生态生保技术又称第三代环控生保技术,是在神舟飞船使用的非再生式环控生保技术和未来空间站使用的物理化学再生生保技术的基础上发展而来。其通过人工建立的封闭受控的生态系统,为人类提供生存所需要的大气环境和生保物质。它基于生态学原理,通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协同匹配,实现封闭环境内的大气、水和食物的高效循环再生,建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系,旨在大幅减少地面物资补给需求。

      试验密闭舱由乘员舱、生物舱、生保舱、资源舱4类8个舱段组成,包括环境控制、循环再生、测控管理3类14个子系统,面积370平方米,容积1340立方米,具备开展多人1年以上受控生态生保系统集成试验的能力。

 

试验从示意图

 

      “绿航星际”太空生存试验是我国主导,多国参与的大型人与环境综合试验,它将探索构建密闭环境人工生态系统的新技术新方法,解释长期密闭环境中人的生理学、心理学和行为学等特征规律,为开展载人航天深空探测,和平利用太空、拓展人类地球外生存空间提供技术储备。

      整个系统中具有重要地位的植物舱可以进行植物和微藻培养,栽培面积为260m2,容积为674m3,本舱体的主要功能是为乘员提供食物、氧气和水来源,并吸收乘员或废物降解等产生的二氧化碳。植物舱的种植需要进行营养和多样性兼顾的植物品种配置,例如可将粮食作物、油料作物、蔬菜作物、水果作物、功能作物进行多批次、共培养,持续高效生产,为乘员提供食品供应,保证食品口味丰富、营养、健康、保健、药食同源等。基于能量供应、膳食平衡、口味丰富、健康保健等方面考虑,科研人员在舱内栽培了5类25种植物,其中包括小麦、马铃薯、甘薯等粮食作物,大豆、花生等油料作物,生菜、苋菜、小白菜等蔬菜作物,草莓和樱桃番茄等水果植物,铁皮石斛、辣木等功能植物。

 

系统示意图

 

      我校主要参与人员:盛军、马春花、李亦凡、董扬、马啸(云南农业大学、云南省高原特色农业产业研究院)


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