刘 红，姚智恺，付玉明

（1. 北京航空航天大学 生物与医学工程学院 环境生物学与生命保障技术研究所，北京 100083；2. 北京航空航天大学 生物医学工程高精尖创新中心，北京 100083）

引 言

随着人类太空探索的范围不断扩大，各航天大国近年来推出了载人月球基地以及载人登火的计划。由于这类航天任务持续时间长，对航天员生命保障要求更高。而且星球之间距离遥远，常规的补给成本高昂，且技术上也难以实施。因此需要一种先进的人类在地外生存生命保障系统。生物再生生命保障系统（Bio-regenerative Life Support System，BLSS），是以生态学原理为基础，将生物技术与工程控制技术等有机结合，构建由人、植物、动物、微生物组成的人工闭合生态系统。这个生态系统与地球表面的生态系统具备相同的生产者（植物）、消费者（人/动物）、分解者（微生物）结构，可实现人所需的氧气、水、食物等生存必须的物质循环再生，并为人提供类似地球生态系统的舒适环境。BLSS可保障人类在地外长期自治生存，是载人深空探测的关键技术之一[1]。BLSS中的物质循环关系如图1所示。

1 生物再生生命保障系统涉及的学科及理论和技术体系

BLSS作为一个高度集成的闭合生态系统，是一个多学科交叉的方向，其理论与技术涵盖了如图2所示的诸多学科领域的前沿内容。

这些学科对BLSS的研究起到非常重要的作用：BLSS的整体物质循环、能量流动以及生物链环之间的关系需要利用生态学手段加以研究并确定；动物作为BLSS的一个重要组成部分，需要高效饲养以满足乘员对于动物蛋白质的需求，因此需要动物学的理论；……