【文/網(wǎng) 熊超然】“科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，美國國家航空航天局（NASA）在空間生命保障系統(tǒng)研發(fā)中存在關(guān)鍵差距，這可能會阻礙美國在長期載人空間探索和居住方面與中國競爭，中國則遙遙領(lǐng)先”

香港《南華早報(bào)》9月14日報(bào)道指出，一個由包括NASA研究人員在內(nèi)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在中俄已計(jì)劃聯(lián)手建立月球科研基地之際，美國在生物再生式生命保障研究上的投入有限，正在削弱其在太空領(lǐng)域的競爭力。該團(tuán)隊(duì)稱，過去的研究和政策決定——例如削減經(jīng)費(fèi)和項(xiàng)目，造成了NASA當(dāng)前在空間居住能力上存在“關(guān)鍵差距”（Critical gaps）。

“如今正處在重返月球的邊緣，NASA需要開發(fā)關(guān)鍵能力，以建設(shè)并運(yùn)營月球前哨基地?！痹撗芯繄F(tuán)隊(duì)在8月16日發(fā)表于同行評議期刊《npj-微重力》（npj Microgravity）上的論文中寫道。

據(jù)報(bào)道，這篇論文由普渡大學(xué)、美國東北大學(xué)、猶他州立大學(xué)、猶他大學(xué)等美國高校，以及NASA肯尼迪航天中心和艾姆斯研究中心的研究人員共同撰寫。

目前，美國的空間生命保障系統(tǒng)，包括國際空間站所采用的方案，都依賴于補(bǔ)給飛行任務(wù)來輸送水、食物及其他消耗性物資。

研究團(tuán)隊(duì)指出，長期載人任務(wù)若超出地球軌道前往月球或火星，將受到補(bǔ)給發(fā)射帶來的巨額成本和復(fù)雜后勤問題的限制，同時也面臨輻射和微重力對人體產(chǎn)生影響的安全擔(dān)憂。

生物再生式生命保障系統(tǒng)（BLSS）——即利用生物體循環(huán)與生成氧氣、食物和水等資源的人工生態(tài)系統(tǒng)，被認(rèn)為是長期深空人類任務(wù)的更優(yōu)解決方案。這些系統(tǒng)（又稱BLiSS）利用植物、動物和微生物，創(chuàng)造一個可持續(xù)的閉環(huán)環(huán)境，滿足食物和廢物管理等基本生存需求。

“無論在政府層面還是商業(yè)層面，缺乏可用的BLiSS技術(shù)和系統(tǒng)，目前都限制了載人月球探索計(jì)劃的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?！痹撗芯繄F(tuán)隊(duì)寫道。

2023年11月28日，中國載人航天工程首次對外發(fā)布由神舟十六號乘組返回地面前手持高清相機(jī)，通過飛船繞飛拍攝的空間站組合體全景照片。 中國載人航天工程辦公室

論文通訊作者、普渡大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物工程教授D·馬歇爾·波特菲爾德（D. Marshall Porterfield），曾在2012年至2016年擔(dān)任NASA總部空間生命與物理科學(xué)部門負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)未來人類探索相關(guān)科學(xué)的研究。他指出，美國采用了“完全錯誤的模式來進(jìn)入太空”，重心放在了充當(dāng)“后勤運(yùn)輸商”而不是“后勤提供者”。

上世紀(jì)90年代，NASA曾把生物再生式方法作為研究重點(diǎn)，包括為太空探索開發(fā)可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，這一研究還促成了受控環(huán)境農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的誕生。NASA的下一階段研究，是生物再生行星生命保障系統(tǒng)測試綜合體（BIO-Plex），旨在評估可為未來太空任務(wù)提供食物、水和可呼吸大氣的生命保障系統(tǒng)。

研究團(tuán)隊(duì)指出，2004年，在一項(xiàng)大規(guī)模研究導(dǎo)致預(yù)算削減和研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)變后，該綜合體停止運(yùn)行并被拆除?！癗ASA開發(fā)這些生物再生技術(shù)的預(yù)算被削減后，再也沒有恢復(fù)。”波特菲爾德補(bǔ)充稱，目前剩余的生物再生技術(shù)研究，正面臨特朗普政府進(jìn)一步削減2026財(cái)年預(yù)算的威脅。

研究團(tuán)隊(duì)指出，自21世紀(jì)初以來，美國對生物再生生命保障研究的支持逐漸減弱；而中國國家航天局（CNSA）過去20年間一直“積極支持并推進(jìn)”這項(xiàng)研究。當(dāng)年BIO-Plex的公開計(jì)劃，“支持了中國國家航天局迅速建立一項(xiàng)生物再生棲居地技術(shù)項(xiàng)目的努力，以建成可操作的人類月球前哨，并在隨后展示了其可行性”。

“月宮一號”是由北京航空航天大學(xué)建立的中國首個空間基地生命保障人工閉合生態(tài)系統(tǒng)地基綜合實(shí)驗(yàn)裝置，是一個密閉艙系統(tǒng)，其中包括植物艙、廢棄物處理裝置、餐廳和臥室，用于開展月球基地生命保障系統(tǒng)的地基試驗(yàn)研究。

“除了中國的努力，目前沒有其他官方項(xiàng)目在推進(jìn)一個完全整合的、閉環(huán)的生物再生架構(gòu)，用于建立月球或火星棲居地，甚至用于支持長期的人類太空駐留。”研究人員還表示，中國國家航天局近期公布的計(jì)劃顯示，“中國在這些新興努力以及技術(shù)的規(guī)模與領(lǐng)先地位上，已超越美國及其盟友，尤其是與NASA當(dāng)前項(xiàng)目相比”。

《南華早報(bào)》回顧稱，在與蘇聯(lián)的太空競賽期間，美國政府曾對科技項(xiàng)目進(jìn)行大量投資，其中包括創(chuàng)建NASA。即使處于冷戰(zhàn)的緊張狀態(tài)下，美蘇在太空領(lǐng)域的科學(xué)合作也未停止，最終促成了包括美國、蘇聯(lián)（后來的俄羅斯）、歐洲、日本及其他伙伴在內(nèi)的國際空間站項(xiàng)目。

直到2014年“克里米亞事件”爆發(fā)后，數(shù)十年的成功合作宣告終結(jié)，目前美俄之間僅剩的太空合作項(xiàng)目是履行對國際空間站的義務(wù)，而國際空間站計(jì)劃在2030年退役。

而早在十多年前，美國還曾對中國祭出“太空封殺令”，曾以政治、資金、技術(shù)等方面緣由，將中國排除在國際空間站項(xiàng)目之外。2011年，美國又通過了旨在禁止中美兩國航天合作的“沃爾夫條款”（由當(dāng)時的美國眾議員弗蘭克·魯?shù)婪颉の譅柗蛱岢?，F(xiàn)rank Rudolph Wolf），以所謂“存在間諜風(fēng)險(xiǎn)”為理由，封死了中國參與國際空間站合作的道路。

不過，這些都并未阻撓中國航天的發(fā)展步伐，中方在這一高難度的領(lǐng)域“殺出一條血路”，創(chuàng)造出如今的耀眼成就。雖然中國沒有加入國際空間站，但自2021年“天宮”空間站發(fā)射以來，中國即將成為唯一在地球軌道上擁有載人航天設(shè)施的國家。