構建密閉微生態 完善資源循環圈
在太空中種菜的好處多多,植物有望助力人類在太空中的生存。載人航天專家介紹,航天員們在空間站種植植物,首先是利用空間實驗室平台,研究太空微重力等特殊環境對植物生長發育、生理生化等方面的影響。此外,可以為航天員提供食物、氧氣和水。
中國空間站在2022年就曾進行過國際上首次水稻從種子全生命周期空間培養實驗。這是國際上首次在太空嘗試的再生稻技術,也就意味着人類可以在太空收穫糧食。
目前,中國的科研人員已開展以植物為核心部件的地外生命保障系統研究工作。有研究指出,受控生態生保系統,是基於月球或火星等地外星球表面環境特點而人工建造的密閉微生態循環系統,以植物的光合作用為出發點,通過利用各種先進技術,實現有限資源的重複再生利用,是一種全封閉、基本自給自足和自主物質循環的生命保障系統。
這種系統中,植物通過光合作用將光能(來自太陽光或光電轉換)轉化成化學能儲存在有機物中,為異養生物(人及動物)提供食物和氧氣,又將異養生物排出的二氧化碳和其他廢物轉化成上述有用產品,由此構成系統的碳循環和氧循環;同時植物通過根系吸收和葉片蒸騰作用實現水的淨化,參與系統的水循環;系統中的微生物對廢氣、廢水、人及動物的排洩物等進行降解和礦化處理,為植物提供養料,為動物提供部分食品,使廢物再生利用,從而建立起一個由植物、動物、微生物、人以及一些必要的有機無機環境構成的物質和能量不斷循環和更新的生態系統。