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為載人探測月球和火星打好基礎——對話北航“月宮一號”總設計師劉紅
2018-01-28 14:52:39 來源: 新華網
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  志願者在艙內收集數據 “月宮365”實驗工作人員供圖

  1月26日,一組志願者和二組志願者在艙內向外揮手致意。新華社記者 羅曉光攝

  新華社北京1月28日電  題:為載人探測月球和火星打好基礎——對話北航“月宮一號”總設計師劉紅

  新華社記者李江濤、呂秋平

  1月26日,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,4名志願者已在“月宮一號”實驗艙中連續駐留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係統中連續駐留180天的世界紀錄。

  開展“月宮365”實驗有哪些重大意義?已出艙的志願者們情況如何?最後階段的實驗有哪些內容?帶著這些問題,記者專訪了北京航空航天大學“月宮一號”總設計師劉紅教授。

  問:請介紹下“月宮365”實驗的重大意義。

  劉紅:生物再生生命保障係統是人類實現在地外長期自治生存必須的關鍵技術,具有較高復雜性和難度。人類在未來進行載人深空探測,構建月球、火星基地,需要生物再生生命保障係統,原位循環再生人類生存所需的氧氣、水和食物。

  這項技術在應用到空間前,要在地面構建地基模擬實驗驗證係統,建立係統集成技術,進行係統的運行調控技術研究。“月宮365”實驗的主要任務就是研究一個生物係統如何實現為不同代謝水平的乘員組提供生命保障,並保持係統穩定。

  2013年10月,由劉紅率領團隊集成所取得的理論和技術研制出地基綜合實驗係統——“月宮一號”。

  問:請介紹下“月宮一號”的結構和運行情況。

  答:“月宮一號”一期包括1個綜合艙和1個植物艙,總面積100平方米,總體積300立方米,可滿足3人生命保障需求。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。植物艙分隔為2個植物間,可根據不同植物生長需要獨立控制環境條件。“月宮一號”首次長期高閉合度集成試驗中,在植物艙中完全人工控制的環境下,乘員們栽培了5種糧食作物、15種蔬菜作物、1種水果。

  乘員們收獲糧食、蔬菜、水果和黃粉蟲,自己加工並食用。綜合艙中人、動物和廢物處理産生的富二氧化碳空氣經凈化後送達植物艙,供植物光合作用;植物艙中,植物光合作用産生的富氧空氣凈化後送到綜合艙供人和動物呼吸,並提供廢物處理所需氧氣;植物蒸騰作用産生的冷凝水通過凈化後,一部分經係統補充微量元素後送到綜合艙滿足人的生活用水,其余與凈化後的生活廢水和尿液一起用于植物栽培。由此,形成一個閉環生命保障係統。

  2014年5月,“月宮一號”成功完成了我國首次長期高閉合度集成試驗,密閉試驗持續了105天,閉合度達到了97%,循環再生了100%的氧氣和水、55%的食物。這為我國空間站設計提供了重要實驗支撐。

  經過升級後,如今的“月宮一號”由1個綜合艙和2個植物艙組成,總面積150平方米,總體積500立方米,可實現4人所需的全部氧氣和水、大部分的食物在係統內循環再生。

  問:請介紹這一實驗開展的情況。

  答:去年5月10日,“月宮365”實驗開始,大學生們將分批在“月宮一號”中生活365天,深入研究多個新的理論和技術問題,持續完善和發展保障人類在月球和火星等地外星球長期生存所需技術。

  自實驗開始的260天以來,“月宮一號”總體運行情況穩定,各儀器設備工作正常,艙內各種蔬菜糧食作物生長良好,志願者們各項生理指標記錄準確。

  問:大學生們在艙內工作和生活的情況如何?

  答:主要分為科研、日常工作和生活三部分。科研部分,他們一周要填3次問卷(每次兩個),取樣3次(唾液/尿/便)。每天要測量體重、體溫、血壓等健康指標,除體重外,都是早晚各測一次且準確記錄在冊。

  工作部分,根據植物栽培制度,如小麥,每周就要收獲3次。按照分工每人每天都有自己的工作,包括處理尿液、補充植物營養液等。

  他們的艙內生活每天基本相同,包括吃飯、娛樂、自由時間、休息。生活很充實,可以上網、發微信、看視頻、玩飛鏢,4個人生活在“同一屋檐下”,一起勞作、吃飯,如同4個“親兄妹”。

  問:26日出艙的大學生情況如何?

  答:他們將在醫院進行1個月的醫學觀察,目前看,身體、心理等狀況都很正常。

  問:最後一個階段的實驗有哪些內容?

  答:目前整個實驗已完成了70%。按照規劃,為期105天的第三階段實驗中,志願者除日常工作外,還需要針對各種突發故障進行研究,以進一步測試“月宮一號”的耐衝擊性,深挖其發展潛力。

  春節很快就要到了,除夕當天,艙裏的學生們會包餃子,看春晚視頻,還要和家人視頻連線,不會孤獨的。我們在艙外有由30名教授和研究生組成的科研團隊,每天實行24小時值班。春節期間,他們都要堅守崗位,不能放假,等5月實驗結束我們再好好慶祝。

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【糾錯】 責任編輯: 楊婷
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