5月15日,北京航空航天大學校內,備受關注的“月宮一號”再次緩緩開啟艙門,劉慧(艦長)、劉佃磊、胡靜斐、高寒4位志愿者微笑著走出“月宮”,手中還拿著親手在“月宮”內種植的胡蘿卜、西紅柿等。至此,“月宮一號”內進行的為期365+5天、世界上時間最長的“月宮365”實驗獲得成功。 “月宮一號”總設計師、“月宮365”實驗首席科學家劉紅教授告訴北京晨報記者,該實驗意味著人類在月球等地外星球上生存一年是沒有問題的。
“月宮”種植蔬菜首次出艙
4名志愿者出艙時,手中還拿著親手在“月宮”種植的大豆、小麥、胡蘿卜、西紅柿、草莓等作物。劉紅教授說,艙內一共種植了35種植物,其中30種是蔬菜,蔬菜也是實驗以來首次出艙。
艙內空間約150平方米,綜合艙居住面積約42平方米,4人居住6室1廳(4間臥室,1洗漱間,1固廢間,1集客廳、工作間、廚房、餐廳多功能一體的交流間)。兩個大植物園——植物艙i和植物艙ii,占地約100平方米,附帶儲藏室。
“月宮”內部光環境有講究。工作區和休息區照明采用led光源,其環保節能、光照均勻的優點,適用于生保系統的長期高效運行。
植物艙ⅰ的小麥主要栽培于三層植物架上,栽培面積共60平方米,分30批。這30批小麥并不是同一時間種的,而是按照一定時間間隔分批種植,因此能看見處于不同生長周期的小麥。由于小麥處于不同狀態,它們的光合作用速率也不一樣。因此每次收獲之后要馬上再次播種,保證生長周期內各個狀態的連續性,也保證光合作用吸收二氧化碳呼出氧氣的穩定性與持續性。
健身單車是月宮一號艙內志愿者的日常鍛煉器械。在空間站或者月球基地等微重力環境下,人體的肌肉系統與骨骼系統會發生一些變化,最典型的表現就是腿部肌肉萎縮以及骨質疏松。月宮365實驗計劃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,與真正的航天任務有很大的共同性。單車在月宮365實驗中還承擔了一項重要任務,那就是測試志愿者們在不同阻尼下騎行的呼吸狀態,這樣可以更精確與定量化地描述代謝水平與身體健康狀態,這對載人航天生命保障技術研究具有重要意義。
比原定計劃延遲五天出艙
據介紹,“月宮365”實驗于2017年5月10日開始,至2018年5月15日出艙,共歷時370天,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。其主要任務是研究一個生物系統如何實現為不同代謝水平的乘員組提供生命保障,并保持系統穩定。此次出艙時間比原定計劃延遲了五天,是“故意”模擬的突發狀況,艙內志愿者事先并不知情,意在觀察志愿者的心理狀態。實驗志愿者共有8名,分為2個乘員組,設置3班。1組值第一班,持續時間60天;2組值第二班,持續時間200天,已打破此前由俄羅斯創造的同類系統中最長駐留180天的世界紀錄;1組再值第三班,持續時間105天。1組志愿者為劉慧(艦長)、劉佃磊、胡靜斐、高寒4人,2組志愿者為劉光輝(艦長)、伊志豪、褚正佩、王偉4人。此次出艙為1組4名志愿者,標志著“月宮365”實驗順利完成。
研制探測器搭載小型生物
劉紅教授介紹,“月宮365”實驗的閉合度水平超越了我們2014年創造的世界紀錄,達到了98%。在世界上首次建立了系統長期穩定運行的生物調控技術,并通過實驗過程中不同代謝水平的乘員組換班更替、停電及設備故障沖擊等突發狀況驗證了該技術的有效性;分析了不同工況下生物再生生命保障系統的穩定性,明確了影響生物再生生命保障系統的可靠性的關鍵因素;發明了模擬自然光變換調節人體生物節律和情緒技術和設備;并建立了植物長期連續高效栽培技術、營養液長期循環利用凈化和調配技術。
“月宮365”實驗,實現了閉合度和生物多樣性更高的“人-植物-動物-微生物”四生物鏈環人工閉合生態系統的長期穩定循環運轉,且保持了人員身心健康。這對于人類實現在地外長期生存無疑是具有重要理論和實踐意義的一大步。
劉紅教授透露,下一步將在總結分析實驗結果的基礎上,進行空間站、月球/火星探測器搭載的小型生物再生生命保障系統實驗裝置研制,爭取搭載機會,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于太空奠定堅實的技術基礎。
來源:北京晨報
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