△ “月宮365”實驗8名志愿者

 

　　昨天，北京航空航天大學 “月宮365”實驗舉行第二次換班儀式。自去年7月9日第一次換班以來，二組4名志愿者已在全封閉的“月宮一號”實驗艙中連續駐留了200天，打破了此前由俄羅斯科研人員創造的在生物再生生命保障系統中連續駐留180天的世界紀錄。

△1月26日，準備入艙換班的一組志愿者入艙前宣誓。

 

 

　　“月宮365”實驗，是北京航空航天大學2017年5月10日啟動的，8名志愿者分批在“月宮一號”實驗艙內，進行為期365天的多人次實驗。這是世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統實驗。

 

　　這項技術實際上是為了未來人類在月球、火星等地外星球長期生存所需提供保障。

△“月宮一號”示意圖

 

 

　　簡單說，生命保障是載人航天的一項關鍵技術。宇航員離開地球，在遙遠的太空中生存，離不開空氣、水和食物。然而，目前的載人飛行器和空間站中，所采用的生命保障系統為攜帶式或物理化學再生式，其往往需要在一定周期內對物料進行補充，以維持生命保障系統的正常運行。而人類在未來進行深空探測，構建月球、火星基地，由于距離遙遠，運輸成本極高，因此需要“生物再生生命保障系統”。其利用生物技術，原位循環再生人類生存所需的氧氣、水和食物，通過系統內循環的方式，減少外部物料輸入，提高系統閉合程度，降低運營成本。

 

　　在正式進行火星、月球基地建設之前，需要建立地基綜合實驗驗證系統進行技術驗證。

 

 

　　我國是世界上除俄羅斯與美國外，第三個建立此類系統的國家。從結果上來說，中國、俄羅斯、美國的系統都獲得了成功，但是從技術上來說，我國的技術顯然要更高。原因就在于，俄美所采取的技術，都是由人-植物組成的“兩生物鏈環系統”，而我國采取的是由人-植物-動物-微生物組成的“四生物鏈環系統”。

 

　　一個生態系統中，物種數越多，其穩定性就越強，當然這也意味著技術復雜度也越高。美國和日本曾經嘗試過四生物鏈環系統，但都以失敗告終。而“月宮一號”在2013年建成，并于2014年成功進行3人105天的長期密閉實驗，系統閉合度達到了97%，循環再生了100%的氧氣和水，55%的食物。這標志著我國的生物再生生命保障技術已經達到了世界領先水平。

△“月宮一號”設計圖

 

　　月宮一號總設計師劉紅介紹：“我們這個系統持續維持人的生理所需，沒有出現任何大的心理上的問題，也證明了我們這個系統的優勢。”

 

 

　　志愿者既是實驗操作者也是實驗對象

 

　　志愿者們作為實驗操作者又作為實驗對象，需要對自身取樣，從頭發絲、鼻腔、唾液、指甲到尿液糞便，還要定期完成心理上和生理上的測量，每個人都是強大的數據庫，從內到外都是數據基礎。

 

　　作為實驗對象要做的，就是保持最佳的身體狀態，呈現最真實的自己。很多事情要重復做幾百次。 總結下來，艙內的24小時主要分為科研、日常工作和生活三部分。

 

　　第二階段經歷遮窗實驗 第三階段設置人為停電

 

　　此前曾完成第一階段為期60天實驗的一組志愿者劉慧、劉佃磊、胡靜斐、高寒，昨天再次進入實驗艙內，將完成第三階段為期105天的實驗。這意味著他們將在“月宮一號”內過年，“我們已經安排好了，除夕會包餃子，看春晚視頻，還會和家里視頻連線，不會孤獨的。”胡靜斐介紹，“月宮一號”內的不少蔬菜也將迎來收成，年夜飯會很豐盛。

 

　　月宮一號總設計師劉紅介紹，在第二階段的實驗中，還增加了健康實驗，研究人類在長期幽閉環境中的心理變化等，比如遮窗實驗。志愿者需要經歷3周有自然光，但無法看到外部景觀的時間，和3周既無自然光，也看不到外部景觀的時間。

 

　　按照實驗規劃，在為期105天的第三階段實驗中，志愿者除日常工作之外，還需要針對各種突發故障進行研究，“我們會人為模擬一些機電故障，還會設置人為停電，測試整個生命保障系統的耐沖擊能力。”

 

△“月宮一號”植物艙

 

 

　　劉紅透露，此次“月宮365”實驗結束后，將積極爭取我國月球/火星探測器的搭載機會和資源，在月面/火星表面開展小型生物再生生命保障系統實驗，通過與地面平行實驗的對比分析，獲得地面大型系統模擬結果的矯正參數，為未來應用于月球/火星奠定基礎。

 

　　文章來源：央視新聞 北京晚報 光明日報 科技日報