揭秘“月宮”生活：種菜養(yǎng)蟲、上網(wǎng)追劇

8名志愿者分3批入艙封閉生活365天，實驗已進入倒計時階段；艙內連續(xù)駐留200天，打破世界紀錄

2017年7月9日，“月宮一號”第一組的實驗人員在植物艙內工作。新京報記者 吳江 攝

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

4月21-22日，北京航空航天大學面向社會公眾開放“月宮一號”科普基地。

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

“月宮一號”目前在進行的“月宮365”實驗，是針對載人月球基地及火星探測等航天計劃而開展的綜合性實驗，主要任務是研究一個生物系統(tǒng)如何實現(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班次進入，封閉生活365天。

揭秘1

什么是“月宮一號”？

由1個綜合艙和2個植物艙組成，植物艙種植主食、蔬菜等

“月宮一號”由1個綜合艙和2個植物艙組成，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、廢物處理和昆蟲間。每個植物艙分隔為2個植物間，可根據(jù)不同植物生長需要獨立控制環(huán)境條件。

據(jù)月宮一號總設計師、首席科學家劉紅介紹，植物艙Ⅰ主要種植主食類，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的懸窗沒有貼膜，內外通透。劉紅解釋，艙內設有攝像頭，會有攝像頭捕捉艙內人員的行為，由此開展一些心理學研究。

植物種類的種植選擇，一方面要考慮營養(yǎng)需求，根據(jù)營養(yǎng)匹配，還需要生產效率高，栽培工藝簡單。并且，根據(jù)植物的需要設置光配方，“植物對紅光、藍光需求高，紅光最多，其次是藍光，所以植物艙看起來是泛紅藍光。”劉紅介紹。

揭秘2

水氣100%循環(huán)如何實現(xiàn)？

廢水凈化、水汽冷凝，生產的水分別用于配置營養(yǎng)液、飲用等

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

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

100%的空氣循環(huán)又是如何實現(xiàn)?在系統(tǒng)中，植物是自養(yǎng)生物，消耗二氧化碳、產生氧氣，人和動物以及微生物則是異養(yǎng)生物，消耗氧氣、產生二氧化碳。艙內有一套空氣循環(huán)系統(tǒng)，植物艙產生的富氧空氣會打到綜合艙，綜合艙產生的富二氧化碳的空氣會經過凈化后打到植物艙，由此來進行氧氣和二氧化碳的循環(huán)再生。

那固體廢物怎么處理?艙內設置了廢物處理間，處理固體和液體廢物的場所。“固體廢物包括人糞、植物秸稈及廚余等，它們會進入廢物處理間，利用生物轉化劑進行處理。”劉紅說。

揭秘3

在“月宮”里如何生活？

日程安排非常滿，可上網(wǎng)、追劇，黃粉蟲也是艙內食物

2017年5月10日，“月宮365”實驗計劃啟動，實驗長達365天，艙內志愿者共8名，分兩組，設置3班。1組值第一班，持續(xù)時間60天，2組值第二班，持續(xù)時間200天，1組再值第三班，持續(xù)時間105天。

現(xiàn)在，志愿者的“月宮”時光進入倒計時，不過劉紅告訴記者，這365天的挑戰(zhàn)新增了一個“應急加班”實驗，延期5天，以考查志愿者心理情緒變化情況。

志愿者每天在艙內會進行哪些活動?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，基本是六點半起床、晚上十一點睡覺。每人每天還要測量和記錄體重、體溫、血壓與血氧飽和度等健康指標。

志愿者在艙內也有娛樂活動。劉慧介紹，從晚上6點吃晚飯開始，志愿者們做飯、吃飯、聊天，“里面可以上網(wǎng)看新聞，了解國家大事，也會追一些熱片，外面發(fā)生的事情通過網(wǎng)絡也都知道。”

志愿者在艙內怎么吃飽肚子呢?“‘月宮365實驗’中，80%的食物來自循環(huán)再生，還有20%是油鹽糖及部分肉類等外源食物。”劉紅說。

值得注意的，黃粉蟲也是艙內的食物。據(jù)介紹，黃粉蟲既能為志愿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(huán)，還起著一定的心理調適的作用。具有營養(yǎng)豐富、部分廢棄物處理、培養(yǎng)條件容易滿足、食用安全且味道鮮美的特點。

■ 對話

“月宮一號”總工程師劉紅：

雖還在地面研究以后會太空搭載

新京報：舉辦開放日科普活動，出于什么考慮?

劉紅：“月宮365”實驗進程密集，參觀的多了也會影響實驗，一直沒公開參觀，這次借著第三個航天日機會，面向公眾開放，希望能激發(fā)公眾，尤其是青少年對科學的熱情，培養(yǎng)后續(xù)力量。

新京報：實驗已進入倒計時，目前各方面進展如何?

劉紅：總體情況運轉良好。實驗的核心目的是如何支持不同水平的志愿組的生命保障，因為在外太空也不可能一組人派過去一直待著，會有不同水平的成員交替換班，所以我們設置了兩組代謝水平，一組代謝水平相對較低，一組較高，1-2-1交替證明了系統(tǒng)可以穩(wěn)定調控。

新京報：“月宮365”計劃期間，有沒有遇到什么困難?

劉紅：比較大的困難是實驗持續(xù)時間特別長，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。

技術層面上，艙內的成員駐留了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天的世界紀錄，我們要保證這200天從心理到生理都很健康。

而且這個系統(tǒng)，設置了換班，有各種代謝水平交替，要保證及時調控系統(tǒng)，這也是很大的挑戰(zhàn)。

新京報：“月宮一號”的實驗會應用到太空嗎?

劉紅：目前在全世界還沒有到空間應用級別，停留在地面研究階段，以后要做太空搭載，比如搭載月球探測器、火星探測器、空間站，研究空間環(huán)境對這個系統(tǒng)產生什么影響，通過天地對比，來分析獲得矯正參數(shù)、矯正模型，這樣整個大系統(tǒng)的參數(shù)、模型就可以應用到太空中了。

新京報：“月宮一號”進行的實驗會應用到民生中嗎?

劉紅：植物栽培技術可以很好地應用到植物工廠，可以節(jié)省土地，產品質量、污染問題都很好控制。光譜配方、營養(yǎng)液的循環(huán)技術都可以在農業(yè)方面進一步應用，應用到現(xiàn)代精準農業(yè)。

新京報：除了農業(yè)還有別的技術轉化?

劉紅：“月宮一號”里的家庭、辦公場所也可以做轉化技術，比如做家庭生態(tài)屋，在家里做植物栽培。因為植物不僅是食物，還可以增加空氣濕度、增加負氧離子、調節(jié)人的情緒和心理。這次試驗，做了大量實驗，不同的植物，人看著它、栽培它、食用它都是什么感受，會做很多研究。接下來可以做一些產品、設備，讓普通人、沒有相關技能的人可以很好地操作。

新京報記者 王俊