揭秘“月宫”生活:种菜养虫、上网追剧

时间:2022-12-07 12:32:02 | 浏览:785

2017年7月9日,“月宫一号”第一组的实验人员在植物舱内工作。新京报记者 吴江 摄8名志愿者分3批入舱封闭生活365天,实验已进入倒计时阶段;舱内连续驻留200天,打破世界纪录叶菜绿油油成长,黄瓜挂在枝头,志愿者收割小麦、处理废物……透过

2017年7月9日,“月宫一号”第一组的实验人员在植物舱内工作。新京报记者 吴江 摄

8名志愿者分3批入舱封闭生活365天,实验已进入倒计时阶段;舱内连续驻留200天,打破世界纪录

叶菜绿油油成长,黄瓜挂在枝头,志愿者收割小麦、处理废物……透过泛着红蓝光的舷窗,“月宫一号”真实生活图景展现在公众眼前。

4月21-22日,北京航空航天大学面向社会公众开放“月宫一号”科普基地。

“月宫一号”是我国第一个、世界上第三个生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统,是世界上第一个成功的四生物链环系统。

“月宫一号”目前在进行的“月宫365”实验,是针对载人月球基地及火星探测等航天计划而开展的综合性实验,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,为此8名志愿者需要交替分三个班次进入,封闭生活365天。

揭秘1

什么是“月宫一号”?

由1个综合舱和2个植物舱组成,植物舱种植主食、蔬菜等

“月宫一号”由1个综合舱和2个植物舱组成,总面积160平方米,总体积500立方米。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。每个植物舱分隔为2个植物间,可根据不同植物生长需要独立控制环境条件。

据月宫一号总设计师、首席科学家刘红介绍,植物舱Ⅰ主要种植主食类,包括小麦、土豆、胡萝卜、葱等。植物舱Ⅱ种植蔬菜等,有大豆、油莎豆、黄瓜、西红柿、辣椒等。

植物舱Ⅰ贴了单面透的膜,从里面看不到外部世界;而植物舱Ⅱ的悬窗没有贴膜,内外通透。刘红解释,舱内设有摄像头,会有摄像头捕捉舱内人员的行为,由此开展一些心理学研究。

植物种类的种植选择,一方面要考虑营养需求,根据营养匹配,还需要生产效率高,栽培工艺简单。并且,根据植物的需要设置光配方,“植物对红光、蓝光需求高,红光最多,其次是蓝光,所以植物舱看起来是泛红蓝光。”刘红介绍。

揭秘2

水气100%循环如何实现?

废水净化、水汽冷凝,生产的水分别用于配置营养液、饮用等

“月宫一号”系统闭合程度可达98%,舱内水和氧气可实现100%循环再生。

100%的水循环如何实现?刘红告诉记者,人产生的废水包括尿液、卫生废水等进行净化处理,之后是用于配置营养液,栽培植物。植物蒸发以及人的呼吸会产生水汽,水汽会到空气里,利用冷凝水收集系统收集后,集中进行净化,供人饮用、洗漱、洗衣服等。“这和我们平时喝的水来源是极其相似的,我们平时喝的水从江河湖泊来,江河湖泊水也是空气冷凝水。”刘红解释道。

100%的空气循环又是如何实现?在系统中,植物是自养生物,消耗二氧化碳、产生氧气,人和动物以及微生物则是异养生物,消耗氧气、产生二氧化碳。舱内有一套空气循环系统,植物舱产生的富氧空气会打到综合舱,综合舱产生的富二氧化碳的空气会经过净化后打到植物舱,由此来进行氧气和二氧化碳的循环再生。

那固体废物怎么处理?舱内设置了废物处理间,处理固体和液体废物的场所。“固体废物包括人粪、植物秸秆及厨余等,它们会进入废物处理间,利用生物转化剂进行处理。”刘红说。

揭秘3

在“月宫”里如何生活?

日程安排非常满,可上网、追剧,黄粉虫也是舱内食物

2017年5月10日,“月宫365”实验计划启动,实验长达365天,舱内志愿者共8名,分两组,设置3班。1组值第一班,持续时间60天,2组值第二班,持续时间200天,1组再值第三班,持续时间105天。

现在,志愿者的“月宫”时光进入倒计时,不过刘红告诉记者,这365天的挑战新增了一个“应急加班”实验,延期5天,以考查志愿者心理情绪变化情况。

志愿者每天在舱内会进行哪些活动?8名志愿者之一的刘慧此前曾告诉记者,里面日程安排非常满,基本是六点半起床、晚上十一点睡觉。每人每天还要测量和记录体重、体温、血压与血氧饱和度等健康指标。

志愿者在舱内也有娱乐活动。刘慧介绍,从晚上6点吃晚饭开始,志愿者们做饭、吃饭、聊天,“里面可以上网看新闻,了解国家大事,也会追一些热片,外面发生的事情通过网络也都知道。”

志愿者在舱内怎么吃饱肚子呢?“‘月宫365实验’中,80%的食物来自循环再生,还有20%是油盐糖及部分肉类等外源食物。”刘红说。

值得注意的,黄粉虫也是舱内的食物。据介绍,黄粉虫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。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。

■ 对话

“月宫一号”总工程师刘红:

虽还在地面研究以后会太空搭载

新京报:举办开放日科普活动,出于什么考虑?

刘红:“月宫365”实验进程密集,参观的多了也会影响实验,一直没公开参观,这次借着第三个航天日机会,面向公众开放,希望能激发公众,尤其是青少年对科学的热情,培养后续力量。

新京报:实验已进入倒计时,目前各方面进展如何?

刘红:总体情况运转良好。实验的核心目的是如何支持不同水平的志愿组的生命保障,因为在外太空也不可能一组人派过去一直待着,会有不同水平的成员交替换班,所以我们设置了两组代谢水平,一组代谢水平相对较低,一组较高,1-2-1交替证明了系统可以稳定调控。

新京报:“月宫365”计划期间,有没有遇到什么困难?

刘红:比较大的困难是实验持续时间特别长,中途跨越各种节日,不管是中秋节、春节,成员必须在岗。

技术层面上,舱内的成员驻留了200天,打破了此前由俄罗斯科研人员创造的在生物再生生命保障系统中连续驻留180天的世界纪录,我们要保证这200天从心理到生理都很健康。

而且这个系统,设置了换班,有各种代谢水平交替,要保证及时调控系统,这也是很大的挑战。

新京报:“月宫一号”的实验会应用到太空吗?

刘红:目前在全世界还没有到空间应用级别,停留在地面研究阶段,以后要做太空搭载,比如搭载月球探测器、火星探测器、空间站,研究空间环境对这个系统产生什么影响,通过天地对比,来分析获得矫正参数、矫正模型,这样整个大系统的参数、模型就可以应用到太空中了。

新京报:“月宫一号”进行的实验会应用到民生中吗?

刘红:植物栽培技术可以很好地应用到植物工厂,可以节省土地,产品质量、污染问题都很好控制。光谱配方、营养液的循环技术都可以在农业方面进一步应用,应用到现代精准农业。

新京报:除了农业还有别的技术转化?

刘红:“月宫一号”里的家庭、办公场所也可以做转化技术,比如做家庭生态屋,在家里做植物栽培。因为植物不仅是食物,还可以增加空气湿度、增加负氧离子、调节人的情绪和心理。这次试验,做了大量实验,不同的植物,人看着它、栽培它、食用它都是什么感受,会做很多研究。接下来可以做一些产品、设备,让普通人、没有相关技能的人可以很好地操作。

新京报记者 王俊

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