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实验室研究方向之一(生物再生生命保障系统)

已有 6704 次阅读 2009-2-28 09:02 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

    我们实验室(环境生物学与生命保障技术实验室)目前主要在3个领域开展研究工作:生物再生生命保障系统微生物燃料电池污水处理与净化技术

 

一、生物再生生命保障系统

 

    在载人航天刚刚起步的20世纪60年代初,美国和苏联的生保技术专家和生物学专家就开始了对生物再生式生命保障系统BLSS(Bioregenerative Life Support Systems )的探索。他们清楚地认识到,载人航天的目标不只是近地轨道上的短期飞行,还有月球基地、火星基地和更加遥远的深空,要实现这些目标,必须依靠生物再生生命保障技术。

 

 生物再生式生命保障系统,是利用绿色植物、微生物等生物组分来生产食物、处理废物,同时再生空气和水,力图创造工程控制技术和生物技术相结合的人工小型生态环境,实现在一定的密闭空间内人和生物之间氧气、水分和食物的循环再生利用,提高长期航天活动中水、氧和食物再生的闭合度,从而大大减少长期空间活动中的地面补给,并为航天员创造一个更为舒适和安全的生活环境。

 

    此外,除了被用于进行与航天活动有关的研究外,还可借助BLSS用于在极地高纬度地区、荒漠、高山和水下等极端条件下的生命保障;预测二氧化碳或其他温室气体浓度的变化对地球上各种生命生存条件的影响。



近几年在该领域我们主要在以下三个方面展开了研究:



(1)生物单元:系统内适宜植物的选择培养;利用类土壤基质技术研究生物再生生保系统内部植物不可食生物量在系统内的循环再生;系统内动物蛋白提供来源动物的选择培养;各单元间气体的浓度平衡问题;各单元的物质交换关系等。



(2)废物处理:利用藻类对空间废液进行处理,同时研究利用藻类进行舱室内氧气浓度的调控;利用微生物燃料电池技术进行空间废物处理,同时考虑为各生物子单元提供可行的电力来源。

 

(3)系统模拟:生物再生式生命保障系统及其子系统的数学模型、计算机模型和仿真模型。并在此基础上,结合控制论和人工智能技术,对再生系统及其各个子系统进行设计、控制和优化;开发决策支持系统,为今后对再生系统及其各个子系统的正确操作提供科学的、坚实的理论依据。

 


BLSS综合试验系统

光藻反应器





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2 余世锋 赵明

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