京航空航天大学教授刘红

❶ 地球比月球多了哪些辐射途径

首先很感谢众多回答者的支持和理解，我作为在读博士生，也就是“月宫一号”课题组的一员，我可以很负责人的告诉您：这个研究的意义不仅在于为密闭的生物再生生命保障系统提供可靠的技术支撑，为将来人类探索月球和长期深空探测等奠定一定的基础，而且为我国在世界上此类研究做出了重大突破，“月宫一号”可以算是中国人的骄傲~系统正式密闭运行前我们邀请了全球相关专家，包括美国生物圈2号的工程师和参试者，还有俄罗斯BIOS3相关专家，一起讨论会遇到的问题和解决方案，他们对于我们导师做出这样的系统都感到震惊，我们老师是个非常敬业拼搏的女老师，我们课题组全体二十多位成员为了建立这个系统已经有近一年来无任何周末和节假日，包括过年都是集体留守学校~~还有我必须尊敬的的几位受试志愿者，他们都是为了一个共同的“中国人月球梦”无私的奉献，整整90天的3人密闭实验，如果成功的话算是世界领先水平了~请大家多点支持和理解~——————————————————————————————————补充下：月宫一号搭建意义（摘抄导师科学网博文）
宇航员要离开地球，在遥远的太空中生存，离不开氧气、水和食物。
在我国神舟系列飞船、国际空间站、苏联/俄罗斯和平号空间站中，通常会携带全部物资，或通过物理化学方式再生氧气和水，而宇航员吃的食物只能一次性携带充足，不能再生。然而，如果人类在不远的未来，进更行长时间、更远距离的太空探索，例如构建月球、火星基地，由于路途遥远，食物完全通过携带储存供给，或进行地面定期补给将变得十分昂贵且很难实现。因此，仅仅依靠携带或物理化学再生方式满足生命保障需求，载人深空探索几乎不可能实现。

解决办法是依靠“生物再生”的方式，在月球、火星基地，或是飞向火星的飞船中，构建一个类似地球生物圈的小型生态系统。科学家们把这样一个小型生态系统称为“生物再生生命保障系统”。“生物再生生命保障系统”是基于生态系统原理将生物技术与工程控制技术有机结合，构建由植物、动物、微生物组成的人工生态系统，人类生活所必需物质在系统内循环再生，为人类提供类似地球生态环境的生命保障。
在这样一个系统真正飞向太空之前，我们需要在地面构建一个一模一样系统，进行一系列实验研究，为将来人类真正在太空居住提供保障。因此，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实验室刘红教授研究团队，集成近10年来的研究成果，构建了我国第一个、世界第三个生物再生生命保障地基有人综合实验系统——空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置“月宫一号”。目前正在开展105天密闭有人实验，今后还将扩建并陆续开展系列有人实验，为月球基地等深空探测活动提供技术支撑。

“月宫一号”是一个密封的系统，也就是说，在实验运行期间，与外界不发生气体交换。已建成并投入实验的“月宫一号”一期包含了一个植物舱(58平米，三层立体栽培，种植面积69平米）和一个综合舱（42平米），可以为3位志愿者提供生命保障。

参与“月宫一号”105天试验的志愿者
在“月宫一号”的生物再生生命保障系统中，栽培了粮食作物、蔬菜和水果，饲养了动物（黄粉虫），还有微生物来降解废物。植物不仅能够给宇航员提供食物，还可以通过光合作用产生氧气、通过蒸腾作用获得纯净的饮用水。植物中人不吃的部分，比如作物的秸秆、蔬菜的根和老叶败叶，可以被用来饲养动物，为宇航员提供优质的蛋白和更合理的氨基酸配比。最后，剩下的植物不可食部分，人的排泄废物，厨余/生活垃圾，被送进微生物降解环节，微生物可以分解被固定的碳，变成二氧化碳进入到空气中重新被植物利用进行光合作用；从尿液中回收水和氮素以及经过生物净化后的卫生废水，用于灌溉培养植物。植物吸收了这些废物处理产生的二氧化碳和水，又可以不断生长出新的食物。这样，就形成了“月宫一号”里物质的闭合循环。

生物再生生命保障系统中的物质循环
问答
1. “月宫一号”中的志愿者每天吃什么？
在“月宫一号”中，种植了五种粮食作物，十五种蔬菜作物，一种水果（草莓），饲养了动物（黄粉虫）。志愿者可以用自己种植并收获的小麦磨成面粉，制作成包子、花卷、馒头、烙饼或者面包。收获各种蔬菜、加上和外部供给提前储存的肉类，烹饪成美味菜肴。黄粉虫可以炒熟后直接食用，也可以磨成粉，加到面粉里制作成面包。在“月宫一号”中，食谱按照人对热量和各种营养的需求进行了科学合理的设计，每个人的营养都很均衡。

2. 志愿者在“月宫一号”中做哪些事情？
首先，为了保障系统的正常运行，维持气体和物质的平衡，志愿者要按照规程定期收获/种植植物，日常维护植物培养系统，保证处理各种废物（植物不可食生物量（如小麦秸秆等）、人类排泄废物、卫生废水等）的设备正常运转，培养动物（黄粉虫）；用舱里收获的食材制作一日三餐。并对水、食物等各种物质的消耗进行计量和登记。
除了维持系统运转工作和日常起居、个人清洁，志愿者们还有一系列其他工作：由于“月宫一号”是一个试验系统，每天都有一系列实验要开展，包括采集植物、微生物、各种废物等样品，进行各种测试，对微生物风险进行监测和防控等，都是他们的工作内容。为了乘员的安全和健康，还要进行生理参数的监测，锻炼身体。当然也有休息娱乐时间，可以做自己喜好的事情，看书，上网，弹琴等。

3. 志愿者的排泄废物如何处理?
在“月宫一号”中有三套水处理系统，分别用于处理空气冷凝水、卫生废水和尿液，有一套固体废物处理系统。尿液处理系统能够从尿液中回收水和氮素，循环用于培养植物，植物的蒸腾、蒸发作用产生的水蒸气被冷凝经过冷凝水净化系统处理后获得纯净的饮用水。固体排泄物则进入固体废物处理设备，与植物不可食生物量一起共发酵成为二氧化碳、水和可用于植物栽培的类土壤基质，好氧发酵过程中微生物代谢可以去除粪便的气味、高温可杀死人体内的病原菌等。

4. 植物舱里有哪些植物？
在月宫一号I期实验中种植了五种粮食作物（小麦、大豆、花生、油莎豆、玉米），十五种蔬菜作物（包括胡萝卜、黄瓜、四季豆、豇豆、紫油菜、奶油生菜、紫叶生菜、油麦菜、马齿苋、苋菜、空心菜、小葱等），一种水果（草莓）。

5. 季节性的植物比如小麦，吃完了怎么办？
在月宫一号中，小麦是分批次栽培的，既保障了连续不断的食物供给，也能保障O2的稳定供给。小麦从幼苗生长到收获阶段，每个阶段吸收二氧化碳和释放氧气的能力各不相同，分批次能够使得植物舱内始终包含各个生长阶段的小麦，从而保障气体的持续平衡和稳定。

6. 如何实现植物的传粉？
所筛选的作物大多数为自花授粉的植物，对于特殊的异花授粉的植物——草莓，进行人工授粉，其他一般的异花授粉植物，在植物培养架上设置的风扇产生气流可以帮助成完成传粉。

志愿者对草莓进行人工授粉
7. 怎样将人和动物呼出的CO2供给植物，怎样把植物产生的O2给人和动物呼吸？
植物舱与综合舱之间存在气体的交换，来自植物舱富含氧气的空气经过过滤等净化后进入综合舱，而综合舱富含二氧化碳的空气则经过净化后进入植物舱。
8. 怎么维持氧气和二氧化碳达成平衡？
在建立“月宫一号”之前，北航环境生物学与生命保障技术实验室刘红教授团队近10年来深入系统开展了空间基地生命保障人工闭合生态系统基础理论与关键技术研究。研究人员对各个生物单元（人、动物、植物、微生物）与生命活动和呼吸相关的各种参数进行了严格的测试和计算，建立了“月宫一号”中采用的生物再生生命保障系统的数学模型和计算机仿真模型，并建立了一套完整的系统设计计算方法，对系统进行设计计算和仿真，确保各个生物单元配置比例合理，能够实现氧气和二氧化碳的平衡。同时在实验过程中监测氧气和二氧化碳，反馈调节生物单元的培养条件参数，改变氧气和二氧化碳的产生速率，从而实现氧气和二氧化碳的平衡调控。

附：回答各位博主留言中的共性问题
1.关于“月宫一号”系统与“生物圈2号”的区别
① 生物圈2号的目的是模拟地球生物圈，设计人员将地球的大部分生态系统类型按照比例放到系统内部，虽然生物物种丰富，系统复杂且体积庞大，但是与地球生物圈相比还是非常的简单，依靠其自身不能实现平衡。而人们对这些自然生态系统尚不能精确量化，因此没能实现对其进行人工调控。“月宫一号”目的是为了提供地外生命保障，所有的生物部件（动物、植物、功能微生物）都是经过筛选并进行大量实验研究，实现精确量化，系统是在此基础上经过定量计算设计完成的，因此系统可以实现人工控制。
② 生物圈2号更像一个巨大的密闭玻璃温室，内部环境条件（光照、温度）受到外界天气的影响变化较大，系统内部生物过程（例如植物的呼吸、光合）不易控制，从而影响系统内部气体再生、物质流动。月宫一号为不锈钢结构的密闭舱系统，植物所需的光能来自于人工光源（LED），且系统内部温湿度可人工调控，因此生物过程更易于控制，从而有利于控制系统稳定。
③ 生物圈2号内部的农田生态系统大量使用了亚利桑那州的土壤，土壤中带有大量微生物，且其中的有机物非常有利于微生物生长，为了净化系统中的空气，设计了将空气用鼓风机鼓风通过土壤层，利用土壤净化空气，土壤中的微生物疯狂消耗空气的O2，造成了内部的气体失衡。月宫一号内部的空气净化由空气净化器完成。
④ 在结构材料上：生物圈2号的设施大量使用了混凝土，混凝土吸收了大气中的CO2，从而导致系统CO2损失。而月宫一号舱体内壁整体为食品级不锈钢无缝焊接，不会发生CO2被固定的现象，也不会释放气体。
⑤ 生物圈2号体积203880m3，满足8个人的绝大部分生命保障物资，而月宫一号体积300m3，满足了3人的绝大部分生命保障物资。
⑥ 生物圈2号实验虽然失败了，但是其工作的意义还是非常大的，它告诉我们虽然生物圈2号足够复杂和庞大，但是与地球生态系统相比还是非常简单，要让这样简单的自然生态系统自调节实现平衡是不可能的。

❷ 月宫的样子月宫里面有什么设计

“月宫一号”总设计师讲：月宫里的工作和生活是什么样的

从地面上腾空飘起，离开蔚蓝色的地球，让我们来到月球基地——“月宫”。

刘红，教授，课程领衔教师，“月宫一号”总设计师、首席科学家，国际宇航科学院院士、俄罗斯自然科学院外籍院士，曾获2019年“全国五一巾帼奖章”“全国优秀教师”等荣誉。

同属“月宫一号”团队的谢倍珍副教授、付玉明副教授、胡大伟讲师、刘慧博士团队曾获得2019年“中国青年五四奖章”（集体奖），多次被《新闻联播》节目报道。

❸ 有哪些从北航走出的航空航天领域的领军人物

北航抄作为985/211高校，同时也入选了“双一流高校”，好专业自然不少。北航一直坚持 空天信综合发展，同时大力发展医工结合。航空航天自然是北航的王牌专业，航空飞行器设计，航空发动机设计，航天器设计，仪器光电专业，都是北航一直以来的王牌专业和院系。其次，北航的计算机、软件和自动化学科，在全国都是位列前茅的，尤其是计算机，号称清华第一，北航第二，这个学院也是每年转专业的热门学院，没有之一。北航近年来一直在发展医工结合专业，和航空总医院以及北京的好多高水平医院达成合作协议，势头也不小，将来应该也会有很好的发展。

❹ “月宫一号”的建造有什么意义

据悉，“月宫一号”是北京航空航天大学建立的空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置。基于生态系统原理将生物技术与工程控制技术有机结合，构建由植物、动物、微生物组成的人工闭合生态系统，人类生活所必需的物质，如氧气、水和食物，可以在系统内循环再生，为人类提供类似地球生态环境的生命保障。

为了应对外太空中重力、电磁场、辐射等对生物系统产生的影响，预计未来十年到十五年，研究团队将设计出两个很小的“月宫一号”，里面有不同的生物。

他们希望小型“月宫一号”能借助我国的载人航天系统实现搭载并进行相关实验。

让我们期待着这一天早日到来！

也让我们祝福祖国早日实现自己的“航天梦”

❺ 太空中没有空气水稻辣椒黄瓜番茄是怎样生长的呢

中国空间站里的食物还是很丰富的，比如鱼香肉丝、宫保鸡丁、红烧肉等，速食又美味。可总吃这种速食终究不是长久之计，随着人类在地外星球不断“开疆拓土”，“如何在太空种菜”变得越来越重要。
为什么要种菜？既然空间站有那么多好吃的，为什么还要在太空种菜呢？
最大的问题是运输成本。目前，国际空间站每人每天要消耗1.8千克的食物和包装，如果一个4～5人小分队要去火星探索三年（目前的火星单程飞行大约需要半年以上），就要将近10吨的食物，会给飞行带来很大的负担。
其次是食物的保质期。假设的三年火星探索要求食物保质期至少在三年以上，而随着时间流逝，食物的质量与口感都会快速下降——也许第一年味道还不错，但第三年吃起来就不对劲了。
将太空食品在22℃环境下保存五年，每年检测其营养成分都会发生变化：在第一年中，大多数食物的维生素A、维生素C、叶酸、硫胺素都会大量降解。如果不尽快解决这个问题，百年前水手们得的坏血病就可能在未来的航天员身上重现——航海时代的坏血病，就是因为长时间出海无法吃到水果蔬菜造成的。
除了食物补给，太空种菜其实也是构建人造生态系统的重要一环：植物种植可以帮助回收废水、制造氧气、净化空气，等等。
在太空种菜很难如果真的要在太空种菜，还是有不小的困难。
最直接的一点就是太空的失重环境。火星上重力只有地球的不到三分之一，月球、空间站的重力会更小，这也导致生长激素的分布、植物生长的方向都会有所改变。
比如在太空轨道和地球上分别种植拟南芥，就会发现太空中植物生长更慢，根部细胞更小。同时，根部生长还有一种独特的波动，根更短，形态也更“扭曲”。
同时，太空中持续存在的辐射还可能造成植物的DNA突变，这些突变可能对植物的萌芽、生长或繁殖产生影响。
此外，地球上培育农作物需要的阳光、水分、土壤、肥料，在太空培育中也一个不能少。阳光可以用人造光源代替，水分可以使用太空舱的水循环系统，而土壤就成了最关键的问题。
虽然火星土壤中含有绝大部分植物所需要的物质，但是缺乏植物必需的活性氮，需要加入固氮细菌来辅助植物生长。否则，植物难以开花结果。
科学家在种菜上各显神通为了克服太空种菜的困难，各国科学家们可谓是“八仙过海，各显神通”。
早在1971年，苏联就开始尝试在太空中种植小麦、萝卜和洋葱。经过几十年的尝试，美国、俄罗斯的科学家已经实现小麦、油菜、豌豆等多种植物的太空栽培。如今，国际空间站已经种植了生菜、大白菜等作物，宇航员品尝了这些太空蔬菜，认为“味道不一般”。
而中国自己的空间实验室，也在尝试着蔬菜的种植。2016年发射的“天宫二号”空间实验室里，就种植了生菜。通过各项检测，科学家发现，优化了浇灌方式和肥料后，“天宫二号”里的生菜长得甚至比地球上的还好一些。2019年，研究者又在“天宫二号”上种下了拟南芥和水稻，来探究太空环境对作物生长的影响。
未来的太空农场那如何构建完整的生态系统，让未来的太空旅行可以实现自主供给氧气、水和食物呢？这也是未来太空农场的构想。
事实上，早在20世纪六七十年代，研究者就开始尝试搭建这种“人造生物圈”，可惜都以失败告终。所以，科学家退而求其次：构建了一个与外界有一定关联的系统（比如电力、能源等），也就是目前国际空间站正在使用的受控生态生命支持系统（简称CELSS）。
这个系统要求植物可以产生足够的氧气，同时这些植物还要满足人们在太空中的日常食物需求，并能利用人们产生的尿液、粪便等废弃物。
北京航空航天大学的刘红教授团队就曾搭建了受控生态生命支持系统——“月宫一号”。在2017年至2018年，八名志愿者依次进入“月宫一号”，生存了370多天，实现了世界上时间最长的密闭生存实验纪录。这为未来的探月基地搭建，提供了极佳模板。

❻ 月宫365志愿者驻留时间已创下世界纪录了吗

据报道，26日上午，在北京航空航天大学进行的“月宫365”实验举行了第二次换班仪式，截止目前“月宫365”志愿者驻留时间达到200天，已经创下新的世界纪录。

据“月宫一号”总设计师、北京航空航天大学教授刘红介绍，“月宫365”实验的主要任务是研究一个生物系统如何实现为不同代谢水平的乘员组提供生命保障，并保持系统稳定。自实验开始的260天以来，“月宫一号”总体运行情况稳定，各仪器设备工作正常，舱内各种蔬菜粮食作物生长良好，在舱内驻留200天的四名志愿者各项生理指标记录准确。

据了解，在此次换班的第二组志愿者将与此前曾进驻实验舱内的第一组志愿者进行工作交接，第一组三名志愿者将入舱完成接下来第三阶段为期105天的实验，在第三阶段实验中，志愿者除日常工作之外，还需要针对各种突发故障进行研究，以进一步测试“月宫一号”的耐冲击性。

网友纷纷表示，为志愿者的付出点赞！

❼ 月宫一号实验已打破世界纪录了吗

据报道，“月宫一号”是北京航空航天大学刘红教授团队建立的空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置，中方实验人员已经打破世界纪录。

希望月宫一号可以为探索外太空提供更多的科学依据！

❽ 刘红的介绍

刘红，女，教授，博士生导师，俄罗斯自然科学院外籍院士，国际宇航科学院院士1。1994年获莫斯科大学环境保护专业博士学位，回国后先后在中国矿业大学、中国农业大学、北京师范大学等多所高等院校任教。2001年任教授，2004年起任职于北京航空航天大学。现任北京航空航天大学生物与医学工程学院教授，生物与医学工程学院空间生命科学与生命保障技术中心主任，环境生物学与生命保障技术实验室主任，月宫一号总设计师。

❾ 刘红的人物介绍

刘红，女，教授，博士生导师。
1987年毕业于南京理工大学环境保护专业获学士学位，1994年获莫斯科大学环境保护专业博士学位，2004-09年赴加拿大、日本、俄罗斯等国访问或合作研究。
1994年博士毕业回国后先后在中国矿业大学、中国农业大学、北京师范大学等多所高等院校任教。2001年任教授，2004年起任职于北京航空航天大学。现任北航生医学院空间生命科学与生命保障技术中心主任。
刘红教授的科研团队以对我国深空探测发展具有重大意义的生物再生生命保障系统（BLSS）为主要研究方向；同时面向国民经济主战场，开展水污染控制与资源化生物技术及理论、生物能源和生物过程的研究。
刘红教授创建了环境生物学与生命保障技术实验室，对生物再生生命保障系统开展了系统深入的研究工作，领导进行了我国首次有人参与的生物再生生命保障系统地基实验，主编出版了我国首部关于生物再生生命保障系统的专著《生物再生生命保障系统理论与技术》。刘红教授的研究团队与俄罗斯科学院从事此方向研究的主要研究所科学家建立了密切、实质性的合作关系，成立了“中俄深空探测生命保障技术研究中心”。每年引进俄罗斯、美国、加拿大、日本等专家来华讲学与合作，进行广泛的学术交流与合作，博采众长，吸收国际上各主要研究单位的经验。同时，积极参加国际空间科学大会（COSPAR）、人在太空等涉及该领域的重要国际会议，及时掌握国际发展动态，交流所取得的学术成果。担任了2010年37届国际空间科学大会的F4.3（闭合生命保障系统模拟）专题会议主要科学组织者，2009年“人在太空”的专题会议主席，并在“COSPAR大会”上多次做邀请报告。
刘红教授首次提出了利用人大肠内有机物生物发电为人体植入式设备供电的方法，并开展了系统研究。系统开展了超声波强化污水生物处理的理论与技术研究，微生物燃料电池产电机制和工艺研究。
刘红教授所领导的研究团队先后承担了国家国际合作重大、重点课题、国家863课题、国家水污染控制重大专项课题、国家自然科学基金等项目。在国际、国内重要学术刊物和学术会议上发表论文80余篇，获得国家发明专利授权6项；编著出版专著2部；获北京市科学技术一等奖1项，二等奖各1项。 1983 – 1987南京理工大学环境保护专业学士学位
1989 – 1994莫斯科大学环境保护和自然资源合理利用专业博士学位
1994 – 1996中国农业大学资源与环境学院博士后 1987– 1989中国矿业大学环境保护专业助教
1996 – 2001中国农业大学资源与环境学院副教授
2001 – 2004北京师范大学环境学院教授
2004 – 2006北京航空航天大学环境工程系教授
2006 –北京航空航天大学生物与医学工程学院教授