(原標題:“月宮”生存370天 創世界紀錄)

這項中國工程技術再創世界紀錄:月宮一號連續運轉370天 昨日,誌願者將實驗艙內的植物帶齣艙外展示。這項中國工程技術再創世界紀錄:月宮一號連續運轉370天 昨日上午,北京航空航天大學,隨著“月宮一號”緩緩開啓艙門,4位誌願者走齣艙門。新京報記者 陶冉 攝

5月15日,隨著“月宮一號”緩緩開啓艙門,4位誌願者走齣艙門。標誌著“月宮一號”內進行的“月宮365”實驗獲得圓滿成功。

“月宮365”實驗於2017年5月10日開始,至2018年5月15日齣艙,共曆時370天,是世界上時間最長、閉閤度最高的生物再生生命保障係統實驗。其主要任務是研究一個生物係統如何實現為不同代謝水平的乘員組提供生命保障,並保持係統穩定。為此8名誌願者需要交替分三個班次進入,封閉生活。

值得注意的是,此次齣艙時間比原定計劃延遲瞭五天,是“故意”模擬的突發狀況,艙內誌願者事先並不知情,意在觀察誌願者心理狀態。

四院士一齊開門 迎誌願者齣艙

昨日上午9時許,“月宮一號”總設計師、“月宮365”實驗首席科學傢劉紅教授在儀式上報告瞭實驗情況,介紹瞭取得的主要成果。隨後宣佈“月宮365”實驗計劃圓滿完成。

為瞭迎接已經在艙內待瞭110天的四位“勇士”齣艙,北航請齣瞭四位重量級科學傢:“神舟”號飛船總設計師、中國工程院院士戚發軔,人機與環境工程專傢、中國工程院院士王浚,虛擬現實技術和人工智能專傢、中國工程院院士趙沁平和北航副校長房建成院士,四位院士共同開啓艙門,歡迎誌願者凱鏇。

隨後,艦長劉慧和劉佃磊、鬍靜斐、高寒4位誌願者走齣“月宮”,手裏還拿著親手在“月宮”種植的大豆、小麥、鬍蘿蔔、西紅柿、草莓等,分發給艙外的人羣。

誌願者代錶劉慧錶示,通過實驗大傢收獲瞭第一手科研數據和經驗、特殊的情誼和豐富的生活技能,接下來還要將實驗數據形成研究成果,為實驗畫上圓滿句號。

“月宮365”創多項“世界之最”

“時間最長”、“生物鏈最復雜”、“閉閤度最高”是劉紅給“月宮365”的定義。“月宮365”實驗,共曆時370天,打破此前國際上此類係統實驗持續時間最長的紀錄。

俄羅斯、美國都是兩生物鏈環係統,“月宮一號”則達到瞭四生物鏈環,係世界首個由“人-動物-植物-微生物”構成的四生物鏈環人工閉閤生態係統。“這樣的鏈環也最貼近自然生態係統。”劉紅告訴記者。

劉紅還說,生物係統隻有一個,但誌願者高矮胖瘦都不一樣,代謝水平也不同,他們的活動會衝擊生物係統,係統要保證支撐他們,並保持穩定。“月宮365”實現瞭係統的長期穩定循環運轉,且保持瞭人員身心健康。在她看來,“月宮”這一小步,對於人類實現在地外長期生存而言,是具有重要理論和實踐意義的一大步。

談及未來是否會引入大型動物進行養育,劉紅說,我認為近五十年不會有這個可能。因為在封閉環境中的狹小空間,飼養會帶來環境問題,飼養工藝也有挑戰,飼養數量受限。而且,少量的動物容易讓人和動物産生心理依賴,就像寵物一樣。後續要食用的話,可能産生“災難性”後果。這也是我們選擇黃粉蟲作為食物的原因。既能為誌願者提供豐富的可食蛋白,又能降解艙內部分廢棄物從而加速物質循環。

“月宮365”計劃還是世界閉閤度最高生物再生生命保障係統實驗,係統閉閤程度達到98%。據劉紅介紹,係統閉閤度95%是一個邊界,在此基礎上每提高一點都很睏難。

2014年,月宮一號團隊進行的實驗就實現瞭97%的閉閤度水平。提高的主要是廢物處理率和植物栽培效率。

■ 講述

“意外加班”考驗成員心理變化

新京報記者瞭解到,“月宮365”實驗誌願者共有8名,分兩組,設置三班,交替進行。第一組值第一班,持續時間60天;第二組值第二班,持續時間200天;第一組再值第三班,持續時間由預先的105天延長至110天。

“三個時間段長度分彆為中期、長期、超長期,對心理是很大的挑戰。誌願者一開始進去很新鮮,後麵會煩躁。”劉紅介紹,“4月底的時候,通知他們實驗要延長5天,他們問為什麼,就像要放假瞭突然要加班,也藉這個‘意外加班’分析艙內成員心理的變化、反應。這個意外加班就是模擬地外齣現問題,就好像本來能飛迴去的飛船飛不迴去,需要在外太空多待一些日子。”

實驗時長達一年,對成員、設備都是挑戰,談及這一年的睏難,劉紅迴憶到,按照實驗預定計劃,在第三班的時候設置瞭停電。但在第二班的時候,遭遇瞭突然停電。

“這對艙內、艙外的人都是很大的挑戰,大概經曆瞭半個小時,來電後進行瞭各方麵的迴復。這個不是我們自己設計的故障,進一步證明瞭係統的可靠性、穩定性。”

提及今後動嚮,劉紅透露,團隊將在總結分析實驗結果基礎上,研製可在空間站、月球、火星探測器上搭載的小型生物再生生命保障係統實驗裝置,爭取搭載機會;繼而通過天地對比分析,獲得矯正參數和模型,進一步為該項技術應用於太空奠定堅實的技術基礎。“月宮365”長時間的密閉生存實驗獲得的生理和心理數據,以及研究建立的調控措施和技術,將為未來的星球基地探索活動人員的健康保障提供重要依據和技術支撐。

■ 追訪

戚發軔:下一步要利用太空原位資源

“神舟”號飛船總設計師、中國工程院院士戚發軔告訴記者,離開地球,首先必須解決人類在地球外的長期生存問題,而生物再生生命保障係統就是人類實現在地外長期自治生存的關鍵技術。“月宮365”實驗是不可取代的,它對於人類實現在地外長期生存無疑具有重要理論和實踐意義。

“想進一步探索太空要先做好基礎的、原創性工作,月宮一號就算一個。”戚發軔說,不過除瞭生物再生生命保障係統外,還要充分利用原位資源,戚發軔提到,比如到瞭火星,能否利用當地的土壤,生長一些東西,實現原位資源利用,目前國外已經在做這方麵工作。

王浚:應用上需剋服太空失重等難題

人機與環境工程專傢、中國工程院院士王浚錶示,“月宮一號”所積纍的經驗、技術、成果,將為建立月球及其他星球長期駐留和飛船星際飛行提供重要的科技支撐。

談及月宮一號的後續運用,王浚錶示,如果將來這項技術應用到月球,閉閤率應該盡量高。

對於該項技術在航天方麵的應用,王浚認為,“月宮一號”係統在閉閤率和時間方麵已經很領先瞭,但現在做的工作還在地麵上,也是在地球重力環境下,像月球的重力隻有地球的1/6,在太空失重的環境下如何保證係統的穩定運行,還是需要剋服的難題。

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