嫦娥三號探測器探訪月球，“嫦娥”和“玉兔”在“月宮”中互拍，人類什么時候也可以在月球上長期生存？鮮為人知的是，我國地面隱藏著一個剛建成的“月宮一號”，正在為此做著超前準備。

“因為月球高輻射和微重力的環(huán)境在地球上極難模擬，目前地面實驗只是在做生命保障系統(tǒng)的封閉性物質循環(huán)實驗上完善。”負責人劉紅教授介紹，為滿足實驗人員生命需要，密閉的“月宮一號”中種植糧食、水果和蔬菜。

美國宇航局近日傳出2015年“帶植物去月球”的計劃，而我國在近20年的研究中，已經(jīng)完成了人和植物封閉共存的部分自給自足小型實驗，小麥、水稻、大豆、花生、甜椒、胡蘿卜、西紅柿、芫荽等十余種蔬菜糧食也已經(jīng)通過了模擬環(huán)境的考驗，等待著到月球生長的那天。

負責人劉紅透露，在寬闊的“月宮一號”，不僅種有蔬菜，還將有糧食和水果，滿足實驗人員的全部氣體、水和食物的需要。

生保系統(tǒng)核心：植物

“我們小時候，覺得人登上月球是不可想象的夢，可現(xiàn)在我國也能輕松實現(xiàn)，很難說有一天，人類不會把植物種上月球。”劉紅是北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院空間生命科學與生命保障技術中心主任，她對自己的研究很樂觀。她多次實驗的空間生物再生生命保障系統(tǒng)，就是要解決土生土長的地球人，登上太空后吃什么，呼吸什么，能生存多久的難題。

如何支持人類在太空長期健康生活，長達數(shù)月甚至數(shù)年？科學家的共識是必須依靠一套空間生物再生生命保障系統(tǒng)(BLSS)，國內也稱之為受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)(CELSS)。

這套目前世界上最先進的閉環(huán)回路生命保障技術可以被通俗地解釋為，在月球或火星等太空環(huán)境中，將有限資源進行反復處理與再生，從而源源不斷地生產食物、氧氣和水，確保為航天員提供最基本的生存必需品。因為航天時從地面向空間補給物資十分昂貴，在美國每千克花費1萬-10萬美元，而到月球和火星的長期空間飛行，幾乎不可能再補給。

在科學家基于空間環(huán)境特點，人工設計建造的密閉微生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中，綠色植物，尤其是蔬菜，承擔了主要節(jié)點的重任。

光合作用下，綠色植物提供食物和氧氣，又將二氧化碳和其他廢物“變廢為寶”，植物還是水凈化的功臣，根系吸收和葉片蒸騰參與系統(tǒng)的水循環(huán)。微生物則擔負著下游的收尾工作，降解植物不可食用部分、乘員排泄物和生活廢水等，使他們再生為植物提供水分和養(yǎng)料，為動物提供部分食品，使食物再生循環(huán)。

早在20世紀60年代，載人航天開啟之前，俄、美等國就在考慮人類未來在外太空長期駐留的生命保障問題。建立由植物、動物、微生物、人以及其他構成的物質流不斷循環(huán)更新的閉路生態(tài)系統(tǒng)，是科學家努力的方向。

但最初開展的封閉的BLSS設計和空間應用研究，無論是在俄羅斯還是美國的實驗中，綠色植物都是缺席者。

擔此重任的是單細胞藻類，但俄羅斯科學家后來發(fā)現(xiàn)，盡管藻類放氧和吸收二氧化碳的能力較強，但吃起來卻口感差，營養(yǎng)單一。如何建立包含糧食蔬菜等高等植物的“太空農場”成了俄美科學家的研究重點。