8名志愿者分3批入艙封閉生活365天，實(shí)驗(yàn)已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段；艙內(nèi)連續(xù)駐留200天，打破世界紀(jì)錄

　　2017年7月9日，“月宮一號(hào)”第一組的實(shí)驗(yàn)人員在植物艙內(nèi)工作。記者 吳江 攝

　　葉菜綠油油成長(zhǎng)，黃瓜掛在枝頭，志愿者收割小麥、處理廢物……透過(guò)泛著紅藍(lán)光的舷窗，“月宮一號(hào)”真實(shí)生活圖景展現(xiàn)在公眾眼前。

　　4月21-22日，北京航空航天大學(xué)面向社會(huì)公眾開(kāi)放“月宮一號(hào)”科普基地。

　　“月宮一號(hào)”是我國(guó)第一個(gè)、世界上第三個(gè)生物再生生命保障地基有人綜合密閉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，是世界上第一個(gè)成功的四生物鏈環(huán)系統(tǒng)。

　　“月宮一號(hào)”目前在進(jìn)行的“月宮365”實(shí)驗(yàn)，是針對(duì)載人月球基地及火星探測(cè)等航天計(jì)劃而開(kāi)展的綜合性實(shí)驗(yàn)，主要任務(wù)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)為不同代謝水平的乘員組提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定，為此8名志愿者需要交替分三個(gè)班次進(jìn)入，封閉生活365天。

　　揭秘1

　　什么是“月宮一號(hào)”？

　　由1個(gè)綜合艙和2個(gè)植物艙組成，植物艙種植主食、蔬菜等

　　“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)立控制環(huán)境條件。

　　據(jù)月宮一號(hào)總設(shè)計(jì)師、首席科學(xué)家劉紅介紹，植物艙Ⅰ主要種植主食類(lèi)，包括小麥、土豆、胡蘿卜、蔥等。植物艙Ⅱ種植蔬菜等，有大豆、油莎豆、黃瓜、西紅柿、辣椒等。

　　植物艙Ⅰ貼了單面透的膜，從里面看不到外部世界；而植物艙Ⅱ的懸窗沒(méi)有貼膜，內(nèi)外通透。劉紅解釋?zhuān)搩?nèi)設(shè)有攝像頭，會(huì)有攝像頭捕捉艙內(nèi)人員的行為，由此開(kāi)展一些心理學(xué)研究。

　　植物種類(lèi)的種植選擇，一方面要考慮營(yíng)養(yǎng)需求，根據(jù)營(yíng)養(yǎng)匹配，還需要生產(chǎn)效率高，栽培工藝簡(jiǎn)單。并且，根據(jù)植物的需要設(shè)置光配方，“植物對(duì)紅光、藍(lán)光需求高，紅光最多，其次是藍(lán)光，所以植物艙看起來(lái)是泛紅藍(lán)光。”劉紅介紹。

　　揭秘2

　　水氣100%循環(huán)如何實(shí)現(xiàn)？

　　廢水凈化、水汽冷凝，生產(chǎn)的水分別用于配置營(yíng)養(yǎng)液、飲用等

　　“月宮一號(hào)”系統(tǒng)閉合程度可達(dá)98%，艙內(nèi)水和氧氣可實(shí)現(xiàn)100%循環(huán)再生。

　　100%的水循環(huán)如何實(shí)現(xiàn)？劉紅告訴記者，人產(chǎn)生的廢水包括尿液、衛(wèi)生廢水等進(jìn)行凈化處理，之后是用于配置營(yíng)養(yǎng)液，栽培植物。植物蒸發(fā)以及人的呼吸會(huì)產(chǎn)生水汽，水汽會(huì)到空氣里，利用冷凝水收集系統(tǒng)收集后，集中進(jìn)行凈化，供人飲用、洗漱、洗衣服等。“這和我們平時(shí)喝的水來(lái)源是極其相似的，我們平時(shí)喝的水從江河湖泊來(lái)，江河湖泊水也是空氣冷凝水。”劉紅解釋道。

　　100%的空氣循環(huán)又是如何實(shí)現(xiàn)？在系統(tǒng)中，植物是自養(yǎng)生物，消耗二氧化碳、產(chǎn)生氧氣，人和動(dòng)物以及微生物則是異養(yǎng)生物，消耗氧氣、產(chǎn)生二氧化碳。艙內(nèi)有一套空氣循環(huán)系統(tǒng)，植物艙產(chǎn)生的富氧空氣會(huì)打到綜合艙，綜合艙產(chǎn)生的富二氧化碳的空氣會(huì)經(jīng)過(guò)凈化后打到植物艙，由此來(lái)進(jìn)行氧氣和二氧化碳的循環(huán)再生。

　　那固體廢物怎么處理？艙內(nèi)設(shè)置了廢物處理間，處理固體和液體廢物的場(chǎng)所。“固體廢物包括人糞、植物秸稈及廚余等，它們會(huì)進(jìn)入廢物處理間，利用生物轉(zhuǎn)化劑進(jìn)行處理。”劉紅說(shuō)。

　　揭秘3

　　在“月宮”里如何生活？

　　日程安排非常滿(mǎn)，可上網(wǎng)、追劇，黃粉蟲(chóng)也是艙內(nèi)食物

　　2017年5月10日，“月宮365”實(shí)驗(yàn)計(jì)劃啟動(dòng)，實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)達(dá)365天，艙內(nèi)志愿者共8名，分兩組，設(shè)置3班。1組值第一班，持續(xù)時(shí)間60天，2組值第二班，持續(xù)時(shí)間200天，1組再值第三班，持續(xù)時(shí)間105天。

　　現(xiàn)在，志愿者的“月宮”時(shí)光進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，不過(guò)劉紅告訴記者，這365天的挑戰(zhàn)新增了一個(gè)“應(yīng)急加班”實(shí)驗(yàn)，延期5天，以考查志愿者心理情緒變化情況。

　　志愿者每天在艙內(nèi)會(huì)進(jìn)行哪些活動(dòng)？8名志愿者之一的劉慧此前曾告訴記者，里面日程安排非常滿(mǎn)，基本是六點(diǎn)半起床、晚上十一點(diǎn)睡覺(jué)。每人每天還要測(cè)量和記錄體重、體溫、血壓與血氧飽和度等健康指標(biāo)。

　　志愿者在艙內(nèi)也有娛樂(lè)活動(dòng)。劉慧介紹，從晚上6點(diǎn)吃晚飯開(kāi)始，志愿者們做飯、吃飯、聊天，“里面可以上網(wǎng)看新聞，了解國(guó)家大事，也會(huì)追一些熱片，外面發(fā)生的事情通過(guò)網(wǎng)絡(luò)也都知道。”

　　志愿者在艙內(nèi)怎么吃飽肚子呢？“‘月宮365實(shí)驗(yàn)’中，80%的食物來(lái)自循環(huán)再生，還有20%是油鹽糖及部分肉類(lèi)等外源食物。”劉紅說(shuō)。

　　值得注意的，黃粉蟲(chóng)也是艙內(nèi)的食物。據(jù)介紹，黃粉蟲(chóng)既能為志愿者提供豐富的可食蛋白，又能降解艙內(nèi)部分廢棄物從而加速物質(zhì)循環(huán)，還起著一定的心理調(diào)適的作用。具有營(yíng)養(yǎng)豐富、部分廢棄物處理、培養(yǎng)條件容易滿(mǎn)足、食用安全且味道鮮美的特點(diǎn)。

　　■ 對(duì)話(huà)

　　“月宮一號(hào)”總工程師劉紅：

　　雖還在地面研究以后會(huì)太空搭載

　　新京報(bào)：舉辦開(kāi)放日科普活動(dòng)，出于什么考慮？

　　劉紅：“月宮365”實(shí)驗(yàn)進(jìn)程密集，參觀(guān)的多了也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，一直沒(méi)公開(kāi)參觀(guān)，這次借著第三個(gè)航天日機(jī)會(huì)，面向公眾開(kāi)放，希望能激發(fā)公眾，尤其是青少年對(duì)科學(xué)的熱情，培養(yǎng)后續(xù)力量。

　　新京報(bào)：實(shí)驗(yàn)已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，目前各方面進(jìn)展如何？

　　劉紅：總體情況運(yùn)轉(zhuǎn)良好。實(shí)驗(yàn)的核心目的是如何支持不同水平的志愿組的生命保障，因?yàn)樵谕馓找膊豢赡芤唤M人派過(guò)去一直待著，會(huì)有不同水平的成員交替換班，所以我們?cè)O(shè)置了兩組代謝水平，一組代謝水平相對(duì)較低，一組較高，1-2-1交替證明了系統(tǒng)可以穩(wěn)定調(diào)控。

　　新京報(bào)：“月宮365”計(jì)劃期間，有沒(méi)有遇到什么困難？

　　劉紅：比較大的困難是實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間特別長(zhǎng)，中途跨越各種節(jié)日，不管是中秋節(jié)、春節(jié)，成員必須在崗。

　　技術(shù)層面上，艙內(nèi)的成員駐留了200天，打破了此前由俄羅斯科研人員創(chuàng)造的在生物再生生命保障系統(tǒng)中連續(xù)駐留180天的世界紀(jì)錄，我們要保證這200天從心理到生理都很健康。

　　而且這個(gè)系統(tǒng)，設(shè)置了換班，有各種代謝水平交替，要保證及時(shí)調(diào)控系統(tǒng)，這也是很大的挑戰(zhàn)。

　　新京報(bào)：“月宮一號(hào)”的實(shí)驗(yàn)會(huì)應(yīng)用到太空嗎？

　　劉紅：目前在全世界還沒(méi)有到空間應(yīng)用級(jí)別，停留在地面研究階段，以后要做太空搭載，比如搭載月球探測(cè)器、火星探測(cè)器、空間站，研究空間環(huán)境對(duì)這個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響，通過(guò)天地對(duì)比，來(lái)分析獲得矯正參數(shù)、矯正模型，這樣整個(gè)大系統(tǒng)的參數(shù)、模型就可以應(yīng)用到太空中了。

　　新京報(bào)：“月宮一號(hào)”進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)會(huì)應(yīng)用到民生中嗎？

　　劉紅：植物栽培技術(shù)可以很好地應(yīng)用到植物工廠(chǎng)，可以節(jié)省土地，產(chǎn)品質(zhì)量、污染問(wèn)題都很好控制。光譜配方、營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)技術(shù)都可以在農(nóng)業(yè)方面進(jìn)一步應(yīng)用，應(yīng)用到現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

　　新京報(bào)：除了農(nóng)業(yè)還有別的技術(shù)轉(zhuǎn)化？

　　劉紅：“月宮一號(hào)”里的家庭、辦公場(chǎng)所也可以做轉(zhuǎn)化技術(shù)，比如做家庭生態(tài)屋，在家里做植物栽培。因?yàn)橹参锊粌H是食物，還可以增加空氣濕度、增加負(fù)氧離子、調(diào)節(jié)人的情緒和心理。這次試驗(yàn)，做了大量實(shí)驗(yàn)，不同的植物，人看著它、栽培它、食用它都是什么感受，會(huì)做很多研究。接下來(lái)可以做一些產(chǎn)品、設(shè)備，讓普通人、沒(méi)有相關(guān)技能的人可以很好地操作。（記者 王俊）

來(lái)源：新華網(wǎng)