生物再生生命保障系統

生命保障，是載人航天的一項關鍵技術，宇航員離開地球，在遙遠的太空中生存，離不開空氣、水和食物。在我國神舟系列飛船、國際空間站、蘇聯/俄羅斯和平號空間站中，通常會攜帶全部物資，或通過物理化學方式再生氧氣和水，而宇航員吃的食物只能一次性攜帶充足，不能再生。然而，如果人類在不遠的未來，進行更行長時間、更遠距離的太空探索，例如構建月球、火星基地，由於路途遙遠，食物完全通過攜帶儲存供給，或進行地面定期補給將變得十分昂貴且很難實現。因此，僅僅依靠攜帶或物理化學再生方式滿足生命保障需求，載人深空探索幾乎不可能實現。解決辦法是依靠“生物再生”的方式，在月球、火星基地，或是飛向火星的飛船中，構建一個類似地球生物圈的小型生態系統。科學家們把這樣一個小型生態系統稱為“生物再生生命保障系統”。

生物再生生命保障系統是針對遠距離、長時間和多成員的載人航天任務，如月球基地、火星基地、星際航行等，為航天員提供基本生命物資保障的人工閉合生態系統，是繼“非再生的環控生保系統”和“物理化學式再生環控生保系統”之後的第三代生保系統。隨着太空探索的深入和航天事業的發展，執行航天任務所需要的時間不斷延長而且乘員組人數逐漸增多，必須大力發展生物再生式生命保障技術，提高系統閉合度，構建與地面相似的生態環境，實現O₂、水和食物的再生，以減少甚至完全消除航天器對地面供應的依賴。

生物再生生命保障系統是載人深空探測必須的十大關鍵技術之一，且由於其極其複雜性和極高的難度而優先級最高，急需深入系統開展研究。

生物再生生命保障系統利用高等植物(如作物)和動物來生產食物、利用微生物處理廢物，同時再生空氣和水，為航天員生命活動提供物質保障的獨立、完整、複雜的人工生態系統。它引入了生物技術和生態平衡理念，將工程控制技術和生物技術相結合創造出人工小型生態環境，實現在一定的密閉空間內人和其他生物之間O₂、水分和有機物的再生與循環利用，從而大大減少長期空間活動的地面補給，降低運行成本。另一方面，生物再生式生命保障系統能夠控制艙內大氣成分、温度、濕度以及壓力等環境參數，控制艙內環境污染和有害微生物的繁殖，保持居住環境長期健康、穩定，為航天員創造一個舒適和安全的生活環境。

生物再生式生命保障系統具有超長的運行時間、基本閉合的物質循環、模擬地面生態環境以及多類生保技術集成等特點。具有以下基本功能：

CO₂淨化與O₂再生；食物生產；水的淨化與再生；廢物處理。