从给我们带来深刻印象的尤里 · 加加宁于1961年4月12日作为人类第一个使者进入既没有水、也没有空气的黑暗世界旅行到现在，仅仅经过了30年。“地球是绿色的。”当时，几乎还没有任何人预料到我们长期居住的这个地球的危机吧？然而，由于二氧化碳和沼气所造成的地球暖化和臭氧层的破坏，酸雨以及沙漠化等，现在已几乎没有一天不会听到所谓“地球环境”的议论。有关地球环境的破坏状况，正通过各国围绕地球的人造卫星、美国的航天飞机以及苏联的宇航站所传递的资料和照片，详细地呈现在人们的眼前。
一、雄心勃勃的宇宙开发
为了真正的进入宇宙开发，目前，已由美国的（国家航天航空局）；日本、加拿大、欧洲共同体等通过国际合作，正着手进行永久性宇航站的开发。以本世纪末投入使用为目标，计划首先每次由8个科学工作者和宇航专家轮流在宇航站停留3个月。应用无重力的环境进行生命科学、医学、理工学等方面的实验。今后，将随着规模的扩大，还会有哪种空间产品（made in space）返回地面。进而，在20~30年后，在月面基地的建设和火星的有人飞i5 · 方面，将有更多的进展，所谓宇宙观光旅游等也在计划之中。总之，人类贪婪的探索心里，是永远不会停止的。但是，在既无水、无空气，也无食物的宇宙空间，人类能够生存吗？
二、理想的CELSS工程
根据美国NASA的试算，在宇宙空间，人类每人每天所必需的食物、饮水、氧各分别为：618克、3，077克、836克，如再加上生活用水，每天约必需有30公斤的物资。目前，在宇宙空间停留人员的生活物资（有限的地球物资）全都是从地球上运送。因而，若每人每年供给11吨，仅其运输成本就需花200亿日元，这是一项相当庞大的经费开支。因此，目前科学家们正着手进行创造出不由地球补充物资的宇宙自给自足生活环境的所谓“封闭式生态系统生命维护技术”（Closed Ecological Life Support System简称CELSS），即CELSS工程的研究。
由于宇宙是没有空气的真空世界，必须有可以积蓄空气、防御有害宇宙线的封闭环境。实际上，地球也是一个被称为大气的空气墙所包围的巨型封闭环境。在这一封闭环境中，人和动物所呼出来的二氧化碳，通过植物的光合作用被变成了氧、水通过大地被净化。同时，排泄物通过微生物的活动被分解，变成植物的肥料，人和动物以植物为食品，进而动物也成了人类赖以生存的食物。这样，地球便通过生物的力量，随着整个物质的平衡循环维护着人类。而且，大气和海洋也成为地球巨大的缓冲器。即使在地球的某处发生了不正常，大气和海便将这种不正常吸收，不致立即造成人类的毁灭（但有可能留下某种环境污染问题）。
对于地球，人类最正确的活动，是成功于植物的生产性上、按地球周围大气的厚度为100公里，如全球50亿人，每人为生存而占的空间即约为10立方公里。因此，如果要在宇宙空间建立与地球同样结构（生态系统）的生物系统，就必需有非常广阔的空间和极庞大的建设经费。所以，为了在狭窄的空间建造自给自足的环境（生态系统），就不仅需要有生物的力量，还必须有物理化学的力量相配合。
CELSS工程的基本设想是，建成一个大体分为食物生产部分与环境控制部分两者相结合的人造地球。在食物生产部分，一方面通过栽培蔬菜、粮食（如马铃薯）等作物及培养藻类，一方面饲养畜禽动物与鱼类等，这样，不仅能供给相当的新鲜食物，还有精神、卫生方面的意义，在食物生产中培养藻类，具有在大量产生氧的同时，还可以补充某些营养元素的不足。在物质循环控制系统，被污染的空气和生活排水，将用物理化学方法进行净化，并将其调整到最适状态供给人、动物或植物等再利用，同时，对人类排泄物、剩饭等垃圾，也依赖物理、化学方法进行处理后，作为无公害的植物肥料被利用。这样，便通过一个有机的平衡循环系统，形成了适于人类生活的人造地球环境。
三、CELSS工程意义展望
在宇宙空间和极地等极限环境中的人的最大享受，可以说就是吃。因此，CELSS系统中的食物生产，具有极为重要的意义。迄今的研究结果认为，为了兼顾到营养平衡和二氧化碳与氧的交换以及栽培的植物种类和面积，每人平均为50平方米左右。在此，决不能受传统农业技术的束缚，必须有新的思考才能更有效地提高生产量。而且，为了用有限的生产物来装点丰富餐桌，要谋求新的食品加工技术。
花费了40多亿年所经营产生的地球生命体是人类为谋求便利生活环境所取得的成果，现正面临只不过200年就将崩溃的危机。在世界上已被谈论着各种各样的对策、但由于发达国家与发展中国家的力量差异过大，很难有非常一致的意见。
CELSS系统为了一方面谋求在有限的空间最有效的生产食品、资源的再利用和有效应用，一方面为了以创造平衡而舒适的生活环境为目的。这对今天我们人类解决存在的食物问题、地球环境问题来说，也是不可缺少的技术。因此，研究中的CKLSS工程，不论在未来的宇宙开发还是控制现在地球环境的进一步恶化，均有着极为重要的意义。
［食品与开发，（日）1991年第9期］