“月宮一號(hào)”由1個(gè)綜合艙和2個(gè)植物艙組成，總面積160平方米，總體積500立方米。綜合艙包括居住間、人員交流和工作間、洗漱間、廢物處理和昆蟲(chóng)間。每個(gè)植物艙分隔為2個(gè)植物間，可根據(jù)不同植物生長(zhǎng)需要獨(dú)立控環(huán)境條件。

 

　　

 

 

 

　　在15日的出艙儀式中，四名志愿者帶著他們?cè)?ldquo;月宮”實(shí)驗(yàn)艙里種植的胡蘿卜、西紅柿等走出艙門(mén)。

 

　　如何在外太空的環(huán)境下種植植物？在完全沒(méi)有太陽(yáng)光的情況下，需要完全使用人工光源系統(tǒng)滿(mǎn)足所有這些植物的生長(zhǎng)所需，且嚴(yán)格限能耗、放熱，對(duì)燈具的光質(zhì)、光強(qiáng)、光均勻度、壽命，以及防水等級(jí)和安全等級(jí)要求也非常高，還要求可長(zhǎng)期連續(xù)不間斷工作，可智能控和手動(dòng)控自由切換。目前，只有LED有可能解決上述問(wèn)題。

 

　　此次月宮一號(hào)植物艙II的地面模擬太空生存系統(tǒng)的植物生長(zhǎng)光源工程由北京航空航天大學(xué)劉紅教授提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)（劉紅教授向極智特別說(shuō)明：光源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)均由北航提出，企業(yè)加工制作和安裝光源。在具體栽培中的光配方和光制度的設(shè)置均和企業(yè)無(wú)關(guān)。且植物成功實(shí)現(xiàn)高效栽培，光只是眾多因素中之一。）燈具由廈門(mén)通秴科技有限公司研發(fā)并生產(chǎn)，北京歐思設(shè)計(jì)有限公司進(jìn)行工程安裝。

 

　　

 

 

 

　　經(jīng)過(guò)多次商討與測(cè)試，艙內(nèi)最終植物生長(zhǎng)光源工程設(shè)計(jì)方案采用145只1米長(zhǎng)100W智能4通道植物生長(zhǎng)光源（燈具），162只1.2米120W智能4通道植物生長(zhǎng)光源（燈具），6個(gè)采用2.4G6Lowpan無(wú)線(xiàn)通訊協(xié)議的無(wú)線(xiàn)智能網(wǎng)關(guān)，2個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器組網(wǎng)。

 

　　

　　據(jù)廈門(mén)通秴科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)辦人兼首席技術(shù)官徐虹介紹，由于植物艙Ⅱ中需要種植幾十種如大豆、油莎豆等糧食作物，以及辣椒、茄子、西紅柿等茄果類(lèi)作物和油菜、生菜、荊芥等葉菜作物。因此，針對(duì)不同類(lèi)型的作物、不同生長(zhǎng)周期、不同時(shí)段，方案采用獨(dú)立的“多通道‘’無(wú)線(xiàn)調(diào)光方式，以保障植物艙Ⅱ內(nèi)各種植物對(duì)光的需求。

 

　　

 

　　圖：設(shè)計(jì)解決方案具體控系統(tǒng)搭建

 

　　“月宮一號(hào)”植物艙II的地面模擬太空生存系統(tǒng)的植物生長(zhǎng)光源工程，首創(chuàng)了4通道獨(dú)立調(diào)控且峰值波長(zhǎng)的組合符合植物光合作用吸收響應(yīng)曲線(xiàn)，首次實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)植物燈具（系統(tǒng)）上可以根據(jù)不同的作物的光合作用特征，在光質(zhì)、光周期以及光量子通量密度上進(jìn)行自由調(diào)控，為不同作物的光配方的研宄工作建立了系統(tǒng)基礎(chǔ)。

 

　　此外，還首次采用了IOT-6lowpan的智能控系統(tǒng)，建立了包含農(nóng)業(yè)專(zhuān)用的集成智能傳感器在內(nèi)的無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及人工智能智慧農(nóng)業(yè)建立了系統(tǒng)基礎(chǔ)。

 

　　

 

　　系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)的完成提供了光源支撐，帶來(lái)的效益保障了“月宮365”實(shí)驗(yàn)中30種作物的正常生長(zhǎng)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(xiàn)。

 

　　借助LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，人類(lèi)甚至可以在太空、荒漠、戈壁等非可耕地里進(jìn)行作物生產(chǎn)，因此植物工廠被國(guó)際上公認(rèn)為設(shè)施農(nóng)業(yè)的高級(jí)發(fā)展階段，是衡量一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)高技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。此次“月宮365”實(shí)驗(yàn)中，四人所食用的糧食、蔬菜、水果全部由系統(tǒng)中利用半導(dǎo)體光源循環(huán)再生，實(shí)現(xiàn)了世界上最高的食物供給率，最高的閉合度。實(shí)驗(yàn)的成功不僅推動(dòng)了中國(guó)航天深空探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，更是半導(dǎo)體在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重大突破。