日期:[2018年05月16日] -- 生活晨报 -- 版次:[A1]

完成370天闭合实验北航“航天员”出“月宫”

  5月15日,“月宫一号”实验室内,志愿者刘慧(中)与其他三位志愿者走出舱门。
    当日,在北京航空航天大学 “月宫一号”实验室中进行的“月宫365”实验成功结束,再次刷新了人类密闭生存的世界纪录。新华社记者鞠焕宗摄
    15日上午,随着4位志愿者走出“月宫一号”实验室,北京航空航天大学“月宫365”实验成功结束,再次刷新了北航人此前创造的人类密闭生存世界纪录。
    这次实验“牛”在哪里?最后4名志愿者为何延迟5天出舱?他们的“月宫”生活如何?带着这些问题,记者采访了“月宫一号”总设计师、北航教授刘红和学生志愿者。
    5月15日,“月宫一号”实验室内,志愿者刘慧(前)在收集舱内种植的蔬菜,做出舱准备。新华社记者鞠焕宗摄
  
  历时370天创下世界纪录
    8时30分,“月宫一号”实验舱外就已经站满了等候“航天员”从“月宫”凯旋的嘉宾和媒体记者。作为“月宫一号”总设计师,刘红有些激动,“终于要顺利出舱了,这帮年轻人太不容易了。”这项实验从2017年5月10日开始,到今天志愿者出舱,共历时370天,是世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。实验的主要任务是研究一个生物系统如何实现为不同代谢水平的乘员组提供生命保障,并保持系统稳定。神舟飞船总设计师、中国工程院院士戚发轫对记者说,这对于未来人类探索月球、火星以及外太空都有非常重要的意义。
    据了解,参与实验的志愿者共有8名,分为2个乘员组,设置3个班,1组持续时间60天;2组值第二班,持续时间200天,随后1组再值第三班,持续时间110天,最终完成累计 370天的闭合实验。
    此前国际上此类系统持续时间最长的是俄罗斯的180天实验。
  “神舟”总设计师亲自迎接
    迎接“航天员”从“月宫”凯旋的仪式非常隆重,神舟飞船总设计师、中国工程院院士戚发轫,人机与环境工程专家、中国工程院院士王浚,虚拟现实技术和人工智能专家、中国工程院院士赵沁平,北航副校长房建成院士以及刘红教授共同开启舱门,欢迎他们回家。
    记者注意到,离开“月宫”的4位“航天员”都戴着口罩和手套。专家告诉记者,因为舱内和外界完全隔离,他们生活在一个洁净的环境里,免疫力会发生变化,出舱回到外界环境,很容易受到感染,需要加以保护。所以这批“航天员”被立即送往医院进行医学隔离检查。
    在前往医院之前,刚刚出舱的“舰长”刘慧告诉记者,能够顺利完成“月宫”实验,她非常激动。“通过实验,我们收获了第一手科研数据和经验、特殊的情谊和丰富的生活技能。”她说,接下来团队还有大量的工作,包括进行实验的数据整理,报告、论文的撰写等,要把实验的成果“落地”。当记者问起经过这么长时间与外界隔离,有没有机会回家与父母团聚时,刘慧笑道:“他们可以来看我们了。”
  这些数据值得记住
    刘红说,生物再生生命保障系统是保障人类在月球等地外星球长期生存所需关键技术。“月宫一号”是她的团队发明的空间基地生物再生生命保障系统地基综合实验装置,是世界上第一个成功的四生物链环的人工闭合生态系统(人-植物-动物-微生物),系统的闭合度和稳定性均高于之前的俄罗斯、美国的同类系统,而俄、美的系统均为人-植物的两生物链环系统。“月宫一号”一期系统于2014年5月20日完成了我国首次长期多人高闭合度集成实验(3人105天),系统闭合度达97%,氧气和水100%在系统内循环再生,循环再生了55%的食物。
    2016年“月宫一号”完成升级和扩建,共有3个舱室,总面积150平方米,总体积500立方米,植物种植面积120平方米。
    此次实验于2017年5月10日启动,历时370天。系统闭合度达98%,氧气和水100%在系统内循环再生,循环再生了80%的食物。这对于人类实现在地外长期生存具有重要的理论和实践意义。
  延迟出舱5天为研究志愿者心理状态
    许多人会问:“月宫365”实验不是365天吗?怎么又增加了5天?
    刚刚出舱的学生胡静斐解释说,其实这是实验的一部分,并不是随便推迟的。在空间站和星球基地,由于各种原因导致宇航员不能按规定日期返回地面的情况很多。意外情况总会发生,即使只有百万分之一的可能,研究人员也会把它考虑进去。
    据介绍,此次延迟出舱也是“故意”模拟突发状况,而舱内志愿者事先完全不知情。舱外负责心理研究的人员让舱内志愿者填一些量表、测试各项生理指标并记录在册,用以分析志愿者面对突发状况时的心理和情绪变化。“其实我们在舱内发生和经历的每一次‘意外事故’都是实验的重要部分,都是获取宝贵实验数据的来源。之前2组志愿者在舱内200天里发生的几次意外停电,是大家完全没有预料到的‘事故’,但这恰好给了‘月宫一号’和志愿者们一个考验,也给实验增加了数据来源。出舱前几天,我们进行了故障实验,人为设置一些系统故障状况,比如断电、关灯、关空调等,通过相关数据的记录为后续的研究分析做了铺垫。”
    胡静斐说:“从志愿者每天的生活起居到粮食蔬菜,甚至于每一次意外的发生,我们都有详细的记录。我们在舱内生活但又不同于一般的日常生活。我们同‘月宫一号’相依相存,我们在不断考验它的承受力,它也在考验着我们的忍耐力,最终我们和‘月宫一号’都承受下来了。”
  
  延伸阅读
  揭秘“月宫”秘密
    在舱里生活了1年多时间的志愿者为读者揭开难以想象的“月宫”秘密。
  “月宫365”里骑单车:保持骨质不流失
    健身单车是“月宫一号”舱内志愿者的日常锻炼器械。志愿者们在密闭实验舱中活动范围相对较小,进行操作也是主要依靠上肢,对下肢的锻炼相对较少,长时间可能会造成腿部肌肉与骨质的流失。此时,单车的作用就体现出来了。单车在“月宫365”实验中还承担了一项重要任务,那就是志愿者呼吸状态的测定。这对载人航天生命保障技术研究具有重要意义。
  “月宫365”光源:模拟阳光,利于植物生长
  “月宫”内部光环境有讲究。工作区和休息区照明采用LED光源,其环保节能、光照均匀的优点,适用于生保系统的长期高效运行。植物舱设计了利于植物生长的特殊光源,工作人员光下操作时佩戴防护眼镜,避免了部分光谱对人眼产生的不利刺激。该照明方案,不仅对载人航天有一定的意义,还可应用于深海长航,地下和水下设施、大型客机、长期不见太阳光的地下室,解决这些特殊环境条件下人员缺光导致的各种心理和生理问题。
  “月宫365”种植小麦:每次收获后要马上再播种
  “月宫”种植也有学问。植物舱Ⅰ的小麦主要栽培于三层植物架上,栽培面积共为60平方米,分30批。但这30批小麦并不是同一时间种的,而是按照一定时间间隔分批种植。
    由于种植的时间不同,因此我们能看见处于不同生长周期的小麦。由于不同小麦处于不同状态,它们的光合作用速率也不一样。因此每次收获之后就要马上再次播种,保证生长周期内各个状态的连续性,也保证光合作用吸收二氧化碳呼出氧气的稳定性与持续性。
  “月宫365”志愿者吃黄粉虫:营养丰富、易培养、味道鲜美
    黄粉虫是“月宫一号”生物再生生命保障系统中重要的一环,既能为志愿者提供丰富的可食蛋白,又能降解舱内部分废弃物从而加速物质循环,还起着一定的心理调适的作用。黄粉虫具有营养丰富、部分废弃物处理、培养条件容易满足、食用安全且味道鲜美的特点。1968年,黄粉虫就随着前苏联的太空飞船登上太空。现在,国际上已经开始接受昆虫作为未来的可持续食品源以及太空中宇航员的蛋白食物源。 综合《北京晚报》、澎湃新闻