含动物单元的生物再生生命保障系统设计

摘要

本研究设计的生物再生生命保障系统构型包括“人”、“高等植物”、“蚕”和“废物处理”四个模块。选取了15种作物作为系统核心，为航天员提供氧气、水和食物。用桑叶和莴笋叶饲养蚕为乘员提供部分动物性食品。除少量废物排出以维持系统稳定，其余部分均被降解为易被植物利用的状态。用一个代数方程组描述系统的物质交换关系。平均每位乘员可以从食物中获得能量2743.3kcal·d-1，碳水化合物420.8g·d-1，蛋白质89.4g·d-1，脂肪78.1g·d-1。平均每人每天摄入食物的总质量约为1267g，其中88.4%可实现自给，其余部分由地面携带并定期补充。蚕粉占食物总鲜重的3.2%，约占动物性食品总鲜重的29.6%。系统在气、水循环方面实现完全封闭，总物质循环封闭度达到95.3%。本研究对于理解航天员与环境之间的物质交换关系具有重要价值。