受控生态生保系统内红萍供氧特性研究

研究红萍载人供O₂特征, 为红萍生物部件进行系统总体地面模拟试验及空间应用奠定基础,构建了受控生态生保系统密闭试验舱和红萍栽培装置, 在“红萍-鱼-人”共存情况下, 测定密闭舱内O₂, CO₂浓度的变化. 试验结果显示, 单位重量的鱼耗O₂量. 0805～0.0831 L·kg-1·h-1, 排放CO₂量为0.0705～0.0736 L·kg-1·h-1; 试验志愿者耗O₂量19.71 L·h-1, 呼吸释放CO₂量18.90 L·h-1. 人工光照保持7000～8000 lx条件下, 红萍的光合作用与人和鱼的呼吸作用相辅相成, 舱内O₂, CO₂浓度趋于平衡. 密闭舱内CO₂浓度升高对促进红萍群体净光合效率有明显效果, 红萍光合放O₂能力很强, 能有效促使密闭舱内O₂, CO₂浓度朝着有利于人生存的环境方向平衡, 进而验证了红萍的空间应用前景.      

红萍湿养栽培供O2装置研制

红萍作为空间站受控生态生命保障系统中的生物部件, 可望为航天员提供O2和新鲜蔬菜并吸收CO2. 研究红萍湿养栽培供O2装置, 旨在建立地面非生物部件, 满足模拟研究的需要. 介绍了所研发装置及关键部件的结构特点和工作原理. 通过红萍湿养板内湿养栽培介质的结构功能设计, 在蓄水保水基质层内部配置具有毛细作用的渗水管路, 介质始终保持整体湿润而表面无明水状态, 为红萍扎根稳固、营养吸收和生长繁殖创造条件. 水压试验确定了渗水管路的主要技术参数和闭合式红萍培养液输配循环系统的间歇循环周期. 整机产出量试验结果表明, 在层间距125 mm, 整机红萍湿养面积6.3 m2, 超高亮度白色LED人工光源能耗152 Wm 2, 红萍表面的光照强度6000~6500 lx, 整机的红萍湿养产量、红萍放O2量和吸收CO2量相应大幅提高, 装置各项性能指标均达到设计要求.