“月宫一号”总设计师、北航生物与医学工程学院教授刘红介绍说，“月宫一号”分两期建设，目前建成的是一期，包含一个60平方米的植物舱和一个42平方米的综合舱，总体积约300立方米。其中，植物舱分隔为2个植物间，可根据不同植物的生长需要独立控制环境条件;综合舱包括居住间、人员交流和工作间、洗漱间、废物处理和昆虫间。此后，二期将再升级并扩建1个植物舱，可满足4人更高闭合度的生命保障需求，总面积为160平方米，总体积500立方米。
据悉，“月宫一号”的核心即生物再生生命保障系统(BLSS)，是目前世界上最先进的闭环回路生命保障技术，也是人类实现在外太空长期生存的核心技术。其特点是载人飞行器进入外太空后，可以不再需要或很少需要地面物质支持，氧气、水和食物在系统内通过生物技术实现再生，航天员可长期在站内工作生活。这使得长期载人航天和行星探测成为可能。
自2004年起，刘红团队瞄准国家载人深空探测重大需求，系统开展了BLSS从单元关键技术到系统基础理论与系统基础调控方法的研究。2013年10月，他们研制出地基综合试验系统――“月宫一号”，并在2014年1～5月成功进行我国首次长期高闭合度集成试验。
