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地上建月宫 入住一整年

2017-05-11 07:44 来源:人民日报 赵婀娜 唐国荣

第一组两名参与实验的志愿者在“月宫一号”的植物舱内向舱外致意。

  还记得电影《火星救援》里的情节吗?在火星上,植物学家瓦特尼把居住舱变为一个自给的农场,还通过火箭燃料分解出氮和氢,混合在一起燃烧生成水,实现自给自足。如今,这样的情节或将成真。

  10日,在北京航空航天大学,著名的“月宫一号”实验室再次启程,开始为期一年的名称为“月宫365计划”的实验。“月宫一号”是我国第一个、世界第三个空间基地生命保障地基综合实验装置,该计划将进行为期365天的多人次更高闭合度的生物再生生命保障系统综合实验,属于世界上时间最长、闭合度最高的该类型实验,将为宇航员搭建一个高闭合度的再生生命保障系统。

  营造与地球媲美的微型生物圈,为诸多航天计划提供理论和数据支持

  据“月宫一号”总设计师、首席科学家、北京航空航天大学生物与医学工程学院教授刘红介绍,“月宫一号”是能与地球媲美的微型生物圈,可实现航天员在远离地球的太空长期生活的目标,由1个综合舱和2个植物舱组成。其中,综合舱包括居住间、人员交流和工作间、洗漱间、废物处理和昆虫间,植物舱可根据不同植物生长需要独立控制环境条件。

  从2014年1月到5月,“月宫一号”曾成功进行了我国首次长期高度闭合度集成试验。那次试验持续了105天,栽培筛选出5种粮食作物、15种蔬菜作物、1种水果。志愿者收获粮食、蔬菜、水果、黄粉虫,在系统中自己进行加工并食用,而食物残渣等废物采用所研发的生物技术,处理制备类土壤基质循环用于植物栽培。由此,形成一个闭环回路生命保障系统。

  而此次实验将长达365天,舱内志愿者共8名,分为两组,一组持续时间60天,二组持续时间200天,一组再值第三班时持续105天。首批入舱志愿者刘慧介绍,这次的实验时间大大延长,而且相较于上次栽培的植物种类,又增加了土豆,茄子等新品种。

  “此次实验目的是明晰在不同代谢水平的乘员组合变换、超高负荷冲击、遭遇停电故障等的情况下,生物再生生命保障系统的抗变换性,进一步验证和完善系统长期稳定运行的调控技术,并研究该生物系统可靠性的评价方法。”刘红表示。

  “对于身处太空的宇航员来说,每延长一天,都是极端的考验。这次实验所积累的数据,将会对未来保障我国载人登月、月球基地及火星探测等航天计划的顺利进行提供重要的理论和数据支持。”北京航空航天大学校长徐惠彬院士介绍。

  载人飞船或不再需要地面物质支持,长时间行星探测成可能

  据了解,“月宫一号”的核心是生物再生生命保障系统(BLSS),这是目前世界上最先进的闭环回路生命保障技术,也是人类实现在外太空长期生存的核心技术,在载人深空探测的十大关键技术中优先级最高。其特点是载人飞行器进入外太空后可不再需要或很少需要地面物质支持,氧气、水和食物在系统内通过生物技术实现再生,航天员可长期在站内工作和生活,使得长期载人航天和行星探测成为可能。

  刘红带领科研团队经过10年努力,突破了系统核心单元技术、系统构建、启动、运行与调控等系列关键技术,从无到有建立了我国空间生物再生生命保障技术体系,自主研制出“月宫一号”,为空间生命保障及其相关领域的科学技术研究建立了独特的实验平台,填补了国内空白。

  “目前,世界上只有美国和俄罗斯掌握该技术,经过这几年的实验,我们国家的这套生物再生生命保障系统的闭合度已经超越美国和俄罗斯,成为世界最高。”刘红介绍,2014年在“月宫一号”的人工闭合生态系统里,总闭合度达到了97%,而此次会争取达到98%。

  有专家评价,“月宫一号”实验团队利用此次“月宫365”大科学实验,将要验证和探索多项深空探测生命保障技术,推动中国航天深空探测技术的发展,是完成世界生物再生生命保障系统中国领航的重要契机。

(责任编辑:王蔚)

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