“地面模拟实验”显示大国太空斗

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月球基地想象图

人类在征服宇宙方面是不断进取，永无止境的。早期的航空飞行持续时间不长，宇航员人数也多在3人以内。此后，随着航天任务和航天员人数的增加，生物再生式生命保障系统的研究被提上了日程。但该系统非常复杂，为了能够在将来建立月球和火星基地，故而需要在地面进行长期的有人模拟实验。

正如北京航空航天大学教授、“月宫一号”总设计师和首席科学家刘红所说的，发达国家的相关研究采用的都是“先地面后空间，先局部后整体”的思路，即先在地面建立模拟系统，再向空间应用发展；先实现物质循环的部分闭合，再向高度封闭发展。

作为早期航天活动的大国，美、俄两国一度在相关研究方面走在了世界的前列。尽管自阿波罗登月之后，美国没有再进行载人登月，但进行月球、火星以及其他地外行星的探索一直是美国宇航局的追求的一个重要目标。美国一直在通过地面模拟方式进行生物式生命保障系统实验。自上世纪60年代起，美国就开始进行一些初步的探索和研究，并建立了多个密闭生态系统。1978年美国宇航局开始用物理化学式和生物式相结合的方式再生氧气、食物和水。不久后，美国航宇局正式提出受控生态生命保障系统实验模型计划，美国多家科研院所、公司和高校迅速就这一课题展开研究，并取得显著成果。

在这之中，尤为著名的是肯尼迪航天中心建立实验舱。该系统旨在通过进行大规模的粮食蔬菜类等高等植物栽培研究建立一个人与植物的交互影响的微型生物圈。在上个世纪末，美国已经实现了4人30天和4人90天的密闭实验，氧气和水的再生率达到100%再生率，食物再生率达到30%。此外，该中心还进行了医学、心理学、食品营养学等相关方面的研究。而美国约翰逊航天中心正在组织实施规模更大、人员更多、功能更强、设施更加先进的综合试验。

除美国外，俄罗斯科学院西伯利亚分院生物物理所成立了相关研究中心，并建成宇宙载人飞行生命保障技术地面模拟系统，并已经进行了多次封闭实验，其中氧气和水达了100%再生，食物再生率也达到了80％。目前，俄罗斯方面正在进行新一代密闭生态系统的研究和实验。

此外，欧洲空间研究和技术中心以及日本环境科学研究院也正在进行相关的实验。总而言之，开展规模更大、人员更多、时间更长、物质闭合程度更高的试验研究是未来长期载人航天环控生保技术发展的一个重要趋势。