[科普中国]-生物再生生命保障系统

生物再生生命保障系统（Bioregenerative Life Support System，BLSS）是基于生态系统原理将生物技术与工程控制技术有机结合，构建由植物、动物、微生物组成的人工生态系统。水和食物这些人类生活所必需的物质可在系统内循环再生，并为乘员提供类似于地球生物圈的生态环境。人进入这个人工生态系统中，成为生态系统的消费者链环同时发挥控制者的功能，构成闭合人工生态系统（Man-made Closed Ecological Systems, MCES）。

生物再生式生命保障系统（Bioregenerative Life Support System，BLSS），早期国内称之为受控生态生命保障系统（Controlled Ecological Life Support System，CELSS），但是CELSS实际上是美国的一个BLSS地基实验系统的名称。

意义生命保障，是载人航天的一项关键技术，宇航员离开地球，在遥远的太空中生存，离不开空气、水和食物。在我国神舟系列飞船、国际空间站、苏联/俄罗斯和平号空间站中，通常会携带全部物资，或通过物理化学方式再生氧气和水，而宇航员吃的食物只能一次性携带充足，不能再生。然而，如果人类在不远的未来，进行更行长时间、更远距离的太空探索，例如构建月球、火星基地，由于路途遥远，食物完全通过携带储存供给，或进行地面定期补给将变得十分昂贵且很难实现。因此，仅仅依靠携带或物理化学再生方式满足生命保障需求，载人深空探索几乎不可能实现。解决办法是依靠“生物再生”的方式，在月球、火星基地，或是飞向火星的飞船中，构建一个类似地球生物圈的小型生态系统。科学家们把这样一个小型生态系统称为“生物再生生命保障系统”。

生物再生生命保障系统是针对远距离、长时间和多成员的载人航天任务，如月球基地、火星基地、星际航行等，为航天员提供基本生命物资保障的人工闭合生态系统，是继“非再生的环控生保系统”和“物理化学式再生环控生保系统”之后的第三代生保系统。随着太空探索的深入和航天事业的发展，执行航天任务所需要的时间不断延长而且乘员组人数逐渐增多，必须大力发展生物再生式生命保障技术，提高系统闭合度，构建与地面相似的生态环境，实现O2、水和食物的再生，以减少甚至完全消除航天器对地面供应的依赖。

生物再生生命保障系统是载人深空探测必须的十大关键技术之一，且由于其极其复杂性和极高的难度而优先级最高，急需深入系统开展研究。

特点和功能生物再生生命保障系统利用高等植物(如作物)和动物来生产食物、利用微生物处理废物，同时再生空气和水，为航天员生命活动提供物质保障的独立、完整、复杂的人工生态系统。它引入了生物技术和生态平衡理念，将工程控制技术和生物技术相结合创造出人工小型生态环境，实现在一定的密闭空间内人和其他生物之间O2、水分和有机物的再生与循环利用，从而大大减少长期空间活动的地面补给，降低运行成本。另一方面，生物再生式生命保障系统能够控制舱内大气成分、温度、湿度以及压力等环境参数，控制舱内环境污染和有害微生物的繁殖，保持居住环境长期健康、稳定，为航天员创造一个舒适和安全的生活环境。

生物再生式生命保障系统具有超长的运行时间、基本闭合的物质循环、模拟地面生态环境以及多类生保技术集成等特点。具有以下基本功能：

CO2净化与O2再生；食物生产；水的净化与再生；废物处理。

理论和技术体系

本词条内容贡献者为:

刘红 - 教授 - 北京航空航天大学生物与医学工程学院