“月宮一號”由1個綜合艙和2個植物艙組成，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、廢物處理和昆蟲間。每個植物艙分隔為2個植物間，可根據不同植物生長需要獨立控環(huán)境條件。

 

　　

 

 

 

　　在15日的出艙儀式中，四名志愿者帶著他們在“月宮”實驗艙里種植的胡蘿卜、西紅柿等走出艙門。

 

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

 

　　此次月宮一號植物艙II的地面模擬太空生存系統(tǒng)的植物生長光源工程由北京航空航天大學劉紅教授提供設計指導（劉紅教授向極智特別說明：光源的技術標準和設計要求及設計均由北航提出，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置均和企業(yè)無關。且植物成功實現(xiàn)高效栽培，光只是眾多因素中之一。）燈具由廈門通秴科技有限公司研發(fā)并生產，北京歐思設計有限公司進行工程安裝。

 

　　

 

 

 

　　經過多次商討與測試，艙內最終植物生長光源工程設計方案采用145只1米長100W智能4通道植物生長光源（燈具），162只1.2米120W智能4通道植物生長光源（燈具），6個采用2.4G6Lowpan無線通訊協(xié)議的無線智能網關，2個無線路由器組網。

 

　　

　　據廈門通秴科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)辦人兼首席技術官徐虹介紹，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、西紅柿等茄果類作物和油菜、生菜、荊芥等葉菜作物。因此，針對不同類型的作物、不同生長周期、不同時段，方案采用獨立的“多通道‘’無線調光方式，以保障植物艙Ⅱ內各種植物對光的需求。

 

　　

 

　　圖：設計解決方案具體控系統(tǒng)搭建

 

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

 

　　此外，還首次采用了IOT-6lowpan的智能控系統(tǒng)，建立了包含農業(yè)專用的集成智能傳感器在內的無線物聯(lián)網，為現(xiàn)代農業(yè)以及人工智能智慧農業(yè)建立了系統(tǒng)基礎。

 

　　

 

　　系統(tǒng)為實驗的完成提供了光源支撐，帶來的效益保障了“月宮365”實驗中30種作物的正常生長所需的光源，為保障4人370天的生存所需蔬菜、水果和糧食做出了貢獻。

 

　　借助LED在農業(yè)領域的應用，人類甚至可以在太空、荒漠、戈壁等非可耕地里進行作物生產，因此植物工廠被國際上公認為設施農業(yè)的高級發(fā)展階段，是衡量一個國家農業(yè)高技術水平的重要標志之一。此次“月宮365”實驗中，四人所食用的糧食、蔬菜、水果全部由系統(tǒng)中利用半導體光源循環(huán)再生，實現(xiàn)了世界上最高的食物供給率，最高的閉合度。實驗的成功不僅推動了中國航天深空探測技術的發(fā)展，更是半導體在農業(yè)領域應用的重大突破。