前瞻科技 ›› 2024, Vol. 3 ›› Issue (1): 126-136.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2024.01.011

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地外可循环生命保障系统关键生物技术发展与建议

晏琼(), 张金磊, 冯可, 李环宇, 李玥, 成喜雨()   

  1. 北京交通大学物理科学与工程学院,北京 100044
  • 收稿日期:2023-10-11 修回日期:2024-01-25 出版日期:2024-03-20 发布日期:2024-03-27
  • 通讯作者:
  • 作者简介:晏琼,副教授。主要从事环境生物技术与生物材料研究。主持和参与军委科技委国防科技创新特区项目、国家自然科学基金、装备预研教育部联合基金、北京市自然科学基金等项目20余项。发表论文30余篇,完成国防科技报告2份等。电子信箱:qyan@bjtu.edu.cn
    成喜雨,教授,博士研究生导师。主要从事基因与生物技术研究,包括依托系统与合成生物学的仿生抗肿瘤剂型工程、生物保障系统、环境生物技术、生物安全等。主持和参与国家自然科学基金、装备预研教育部联合基金、军委科技委国防科技创新特区项目等项目20余项。发表论文近50篇,授权发明专利5件。电子信箱:xycheng@bjtu.edu.cn
  • 基金资助:
    装备预研教育部联合基金(8091B012103);装备预研教育部联合基金(8091B022138)

Development and Suggestions on Key Biotechnology of Extraterrestrial Recyclable Life Support Systems

YAN Qiong(), ZHANG Jinlei, FENG Ke, LI Huanyu, LI Yue, CHENG Xiyu()   

  1. School of Physical Science and Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
  • Received:2023-10-11 Revised:2024-01-25 Online:2024-03-20 Published:2024-03-27
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摘要:

构建以绿色、可循环生命保障系统(简称生保系统)为支撑的月球/火星等地外科考基地,是开展深空探测的重要基础和前提。文章在对航天生保系统进行深入分析的基础上,系统梳理了影响生保系统可循环性能的关键生物技术,总结了物质流调控、植物栽培、生物加工、环境监测与控制技术的研究现状及面临的问题与挑战,并展望了发展趋势。最后提出发展宏基因组学、合成生物学驱动的空天生物交叉技术等对策建议,以期为新一代生保系统与未来地外科考基地建设提供参考。

关键词: 可循环生命保障系统, 先进生物技术, 合成生物学, 地外行星科考基地, 深空探测

Abstract:

Building extraterrestrial scientific research bases on the Moon/Mars based on green and recyclable life support systems is an important foundation and prerequisite for deep space exploration. On the basis of an in-depth analysis of the aerospace life support system, the key biotechnology that affects the recyclability of the life support system has been systematically sorted out, and the research status and problems and challenges of material flow control, plant cultivation, biological processing, environmental monitoring and control are summarised, and the development trends are also reviewed. The development of aerospace biocrossover technology driven by metaomics and synthetic biology is proposed, thus providing a reference for the construction of the new generation of life support systems and subsequent extraterrestrial scientific research bases.

Key words: recyclable life support system, advanced biotechnology, synthetic biology, extraterrestrial planet scientific research bases, deep space exploration