5月(yue)15日上午,北京(jing)航空航天大(da)學的“月(yue)宮一號”進行的為期370天的、世界上時間最長的“月(yue)宮365”實(shi)驗獲得(de)圓滿(man)成功,再次刷(shua)新了(le)人類(lei)密閉生存(cun)的世界紀錄。央(yang)(yang)視(shi)《新聞聯(lian)播(bo)》、央(yang)(yang)視(shi)新聞頻(pin)道等權威媒體特(te)別報道,引發(fa)世界關注。
“月宮一(yi)號”由1個綜合(he)艙(cang)和2個植(zhi)物(wu)艙(cang)組(zu)成,總(zong)面(mian)積(ji)160平方(fang)(fang)米,總(zong)體(ti)積(ji)500立方(fang)(fang)米。綜合(he)艙(cang)包括居住間(jian)(jian)、人員(yuan)交流和工作間(jian)(jian)、洗漱(shu)間(jian)(jian)、廢(fei)物(wu)處理和昆蟲間(jian)(jian)。每(mei)個植(zhi)物(wu)艙(cang)分隔為2個植(zhi)物(wu)間(jian)(jian),可(ke)根據(ju)不同植(zhi)物(wu)生長需要獨立控制環境條件。
在15日的出艙儀式中,四名志愿者帶著他們在“月宮”實驗艙里種植的胡蘿卜、西紅柿等走出艙門。
如何(he)在(zai)外太空的(de)環(huan)境下種植植物?在(zai)完全沒(mei)有(you)(you)太陽光的(de)情況下,需要完全使(shi)用人(ren)工(gong)光源系統滿足所(suo)有(you)(you)這些植物的(de)生長所(suo)需,且(qie)嚴格限制能耗、放熱,對燈具的(de)光質(zhi)、光強、光均勻度、壽命,以及防水(shui)等(deng)級和安全等(deng)級要求(qiu)也非(fei)常高(gao),還要求(qiu)可(ke)長期(qi)連續不間斷工(gong)作,可(ke)智(zhi)能控(kong)(kong)制和手動控(kong)(kong)制自由切(qie)換(huan)。目(mu)前,只有(you)(you)照明有(you)(you)可(ke)能解決上述問題。
此(ci)次月宮(gong)一號植物艙II的地面模擬太空(kong)生存(cun)系統的植物生長光(guang)源(yuan)工程(cheng)由北京(jing)航(hang)空(kong)航(hang)天大學劉紅(hong)教授提供設計指導,廈(sha)門通秴科技有限公司研發并生產,北京(jing)歐思照明(ming)設計有限公司進行工程(cheng)安裝。
? 圖為(wei)北京(jing)航空航天大(da)學劉紅教(jiao)授接(jie)受采訪。
經過(guo)多次商討與測試,艙內(nei)最(zui)終植(zhi)物生長光(guang)源工程設計方(fang)案采(cai)用145只1米(mi)長100W智能(neng)(neng)4通道植(zhi)物生長光(guang)源(燈(deng)具(ju)),162只1.2米(mi)120W智能(neng)(neng)4通道植(zhi)物生長光(guang)源(燈(deng)具(ju)),6個(ge)(ge)采(cai)用2.4G6Lowpan無線通訊協議(yi)的(de)無線智能(neng)(neng)網關(guan),2個(ge)(ge)無線路由器組(zu)網。
據廈門通秴科(ke)技有限公(gong)司聯合(he)創辦人兼首席(xi)技術官徐虹介紹(shao),由于(yu)植物(wu)艙(cang)Ⅱ中需要種植幾十種如大豆、油莎豆等(deng)糧食作(zuo)物(wu),以及辣椒、茄子、西紅柿等(deng)茄果類作(zuo)物(wu)和(he)油菜、生菜、荊(jing)芥(jie)等(deng)葉菜作(zuo)物(wu)。因(yin)此(ci),針對(dui)不同(tong)(tong)類型(xing)的作(zuo)物(wu)、不同(tong)(tong)生長周期(qi)、不同(tong)(tong)時段,方案采(cai)用獨立(li)的“多通道‘’無線調光(guang)(guang)方式,以保障植物(wu)艙(cang)Ⅱ內各種植物(wu)對(dui)光(guang)(guang)的需求(qiu)。
? 圖:照明(ming)設(she)計解(jie)決方案具體控制(zhi)系統搭建。
“月宮一號”植物艙II的地面模擬太空生存系統的植物生長光源工程,首創了4通道獨立調控且峰值波長的組合符合植物光合作用吸收響應曲線,首次實現了在一個植物照明燈具(系統)上可以根據不同的作物的光合作用特征,在光質、光周期以及光量子通量密度上進行自由調控,為不同作物的光配方的研宄工作建立了系統基礎。
此(ci)外(wai),還首次采(cai)用了(le)(le)IOT-6lowpan的智(zhi)能(neng)控制系(xi)統,建立了(le)(le)包(bao)含(han)農業專用的集成智(zhi)能(neng)傳感(gan)器(qi)在內的無線物(wu)聯(lian)網(wang),為現代農業以(yi)及人工智(zhi)能(neng)智(zhi)慧(hui)農業建立了(le)(le)系(xi)統基礎。
照明系統為實驗的完成提供了光源支撐,帶來的效益保障了“月宮365”實驗中30種作物的正常生長所需的光源,為保障4人370天的生存所需蔬菜、水果和糧食做出了貢獻。
借助(zhu)LED照明在農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)領域的(de)(de)應用,人(ren)類(lei)甚至可以在太(tai)空(kong)、荒漠、戈壁(bi)等非可耕地里(li)進(jin)行作物(wu)生(sheng)產,因此植物(wu)工廠被國(guo)際上公認為設施農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)高(gao)級(ji)發(fa)展階段,是(shi)衡(heng)量(liang)一(yi)個國(guo)家(jia)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)高(gao)技術水(shui)平的(de)(de)重要標志之一(yi)。此次“月宮365”實驗中(zhong),四人(ren)所食(shi)(shi)用的(de)(de)糧(liang)食(shi)(shi)、蔬菜(cai)、水(shui)果全部由(you)系統中(zhong)利用半導體光源循(xun)環再生(sheng),實現了(le)世界上最高(gao)的(de)(de)食(shi)(shi)物(wu)供(gong)給率,最高(gao)的(de)(de)閉合度(du)。實驗的(de)(de)成功不僅(jin)推動了(le)中(zhong)國(guo)航天深空(kong)探測技術的(de)(de)發(fa)展,更是(shi)在農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)領域應用的(de)(de)重大突破(po)。