返回頂部
志愿者劉慧（前）在收集艙內(nèi)種植的蔬菜，做出艙準(zhǔn)備。新華社記者 鞠煥宗/攝
志愿者順利出艙，并給大家?guī)怼霸聦m”特產(chǎn)。宋超/攝
5月15日，捧著親手在“月宮”種植的大豆、小麥、胡蘿卜、西紅柿等糧食蔬菜，“月宮365”實(shí)驗(yàn)第三階段的4位志愿者微笑著從位于北京航空航天大學(xué)內(nèi)的“月宮”走出，標(biāo)志著為期370天的世界上時(shí)間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)獲得成功。
“‘月宮365’實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了‘人—植物—動物—微生物’四生物鏈環(huán)人工閉合生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且保持了人員身心健康。這對于人類實(shí)現(xiàn)在地外長期生存，具有重要理論和實(shí)踐意義?！薄霸聦m一號”總設(shè)計(jì)師、“月宮365”實(shí)驗(yàn)首席科學(xué)家劉紅介紹。
劉紅介紹，“月宮365”實(shí)驗(yàn)在世界上首次建立了系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的生物調(diào)控技術(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)過程中不同代謝水平的乘員組換班更替、停電及設(shè)備故障沖擊等突發(fā)狀況驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性；分析了不同工作狀況下生物再生生命保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，明確了影響生物再生生命保障系統(tǒng)的可靠性的關(guān)鍵因素；發(fā)現(xiàn)了在幽閉空間中自然光制度變換對人的生物節(jié)律和情緒的影響規(guī)律， 發(fā)明了模擬自然光變換調(diào)節(jié)人體生物節(jié)律和情緒的技術(shù)和設(shè)備；并建立了植物長期連續(xù)高效栽培技術(shù)、營養(yǎng)液長期循環(huán)利用凈化和調(diào)配技術(shù)。
11位志愿者
“漫長的實(shí)驗(yàn)過程就如同在跑一場馬拉松”
“月宮365”實(shí)驗(yàn)共有11位志愿者，其中有3位是候補(bǔ)志愿者，志愿者全部來自“月宮一號”團(tuán)隊(duì)，是團(tuán)隊(duì)的碩士、博士研究生或教師。在實(shí)驗(yàn)正式啟動之前，通過100多天的系統(tǒng)啟動實(shí)驗(yàn)完成了志愿者候選人訓(xùn)練和正式實(shí)驗(yàn)志愿者的選拔。
除了熱愛祖國航天事業(yè)，身體心理素質(zhì)過硬，入選的志愿者們還要掌握必要的技能，包括實(shí)驗(yàn)技能和食品加工技能等，還要與其他志愿者良好相處，團(tuán)結(jié)一致共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
志愿者們分工明確：艦長負(fù)責(zé)統(tǒng)籌艙內(nèi)所有工作，植物艙Ⅱ種植管理，做飯；副艦長負(fù)責(zé)固廢處理，尿液等廢水處理，秸稈粉碎，小麥脫粒，還有黃粉蟲和蘑菇的養(yǎng)殖維護(hù)；其余兩名同學(xué)則負(fù)責(zé)植物艙Ⅰ種植及維護(hù)以及艙內(nèi)物品管理等。
志愿者們的生活十分規(guī)律：每天早上起床后，測量各項(xiàng)身體指標(biāo)，洗漱和早飯后開始一天正式的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。艦長會給大家開一個(gè)簡單的工作會，按照實(shí)驗(yàn)開始時(shí)制定的《工作手冊》明確分工。中午飯后午休，下午繼續(xù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，下午4點(diǎn)茶歇，交流工作情況。5點(diǎn)半準(zhǔn)備晚餐，晚餐后處理沒有完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，隨后自由安排時(shí)間。
每周都要重復(fù)填寫調(diào)查問卷、取唾液/尿/便等健康樣品、進(jìn)行植物栽培收割等工作，每天見到的都是同樣的人，甚至日子久了，大家的談話內(nèi)容也會不自覺地重復(fù)。
不會枯燥乏味嗎？并不會。自由時(shí)間里，他們騎單車、看書、聽廣播、做瑜伽、練毛筆字，甚至玩飛鏢、變魔術(shù)。在春節(jié)、中秋節(jié)、志愿者過生日等特殊的日子里，艙內(nèi)艙外還會一起慶祝，“月宮蛋糕”“月宮月餅”“月宮什錦”“月宮蒸包”等都是調(diào)劑大家生活的重要作料。
“整個(gè)漫長的實(shí)驗(yàn)過程就如同在跑一場馬拉松?！敝貜?fù)的工作對于志愿者來說也是一個(gè)磨礪和成長的過程。比如在植物栽培過程中，志愿者們發(fā)現(xiàn)不同批次的產(chǎn)量出現(xiàn)差異，進(jìn)而會思考造成這種情況的環(huán)節(jié)是什么，機(jī)制是什么，如何避免等。
閉合度98%
完全依靠艙內(nèi)物資生活，氧氣、水和食物在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生
說起在“月宮一號”中的生活，志愿者高寒用“生存以上，生活以下”幾個(gè)字來概括。
生存以上即指“月宮一號”能夠?qū)崿F(xiàn)人類生存所必需的氧氣、水和食物在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生，可以為志愿者提供類似地球生態(tài)環(huán)境的生命保障。生活以下說的是在“月宮365”的實(shí)驗(yàn)中，志愿者們每天吃的食物，喝的水，排泄的廢物，工作休息的時(shí)間，早晚身體的各項(xiàng)生理指標(biāo)，甚至心理情緒出現(xiàn)的波動等，都會轉(zhuǎn)換成為科學(xué)的數(shù)據(jù)，被記錄下來，成為研究的重要參數(shù)，為以后其他環(huán)境中的生物再生生命保障系統(tǒng)，甚至月球基地等深空探測活動提供參考。這就要求志愿者們以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)為目標(biāo)，而不能以生活質(zhì)量為目標(biāo)。
據(jù)了解，此次“月宮一號”的系統(tǒng)閉合度達(dá)到了98%，“如果一個(gè)人需要100公斤食物，有98公斤可以通過這個(gè)系統(tǒng)來滿足，那么閉合度就是98%?！眲⒓t介紹，除了帶一些肉食、佐料以及需要給植物補(bǔ)充的營養(yǎng)液外，團(tuán)隊(duì)要完全依靠艙內(nèi)物資生活。
那志愿者在艙內(nèi)都吃些什么呢？與2014年的實(shí)驗(yàn)相比，本次實(shí)驗(yàn)新增加一個(gè)植物艙，艙內(nèi)蔬菜、水果等增加到了30種以上，土豆、西紅柿、平菇、茄子等都是新增加的種類。除蔬菜外，食物中蛋白質(zhì)的重要來源之一是黃粉蟲。相比于牛、羊等大型動物，昆蟲不僅飼養(yǎng)數(shù)量不大，人不會和其建立感情依賴，而且飼養(yǎng)過程中很少產(chǎn)生環(huán)境污染。黃粉蟲不僅能提供優(yōu)質(zhì)的動物蛋白，還可以以系統(tǒng)中植物的秸稈、蔬菜老葉等為食，成為系統(tǒng)廢物處理的環(huán)節(jié)之一。
實(shí)驗(yàn)過程中，志愿者劉佃磊學(xué)會了吃黃粉蟲，將黃粉蟲放在平底鍋中炒至酥脆，然后與小麥一起粉碎制成面粉，經(jīng)發(fā)面蒸成饅頭；或是用植物油炒熟直接食用。他調(diào)侃說：“油炒之后的黃粉蟲味道與油炸螞蚱味道類似，可以用4個(gè)字概括‘香、嫩、酥、脆’，余味微苦，但回味悠長！”
小麥?zhǔn)恰霸聦m一號”生命再生保障系統(tǒng)中的核心糧食作物，不僅提供主食，還有著吸收二氧化碳、釋放氧氣、凈化水源以及精神慰藉的作用。對于小麥，志愿者們以70天為一個(gè)周期進(jìn)行循環(huán)種植。不斷收割下來的小麥也在志愿者的巧手中被制作成面片湯、饅頭、花卷、包子等食物。
365+5實(shí)驗(yàn)
對志愿者精神狀態(tài)進(jìn)行全程跟蹤記錄
隔離封閉的環(huán)境、缺少足夠的隱私空間和單調(diào)的工作任務(wù)都會增加航天員的孤獨(dú)感和無聊感，引起抑郁、焦慮等負(fù)面情緒反應(yīng)。曾有研究表明，人的情緒在任務(wù)全程中可能存在某種模型，負(fù)面情緒的出現(xiàn)或有規(guī)律可循，如研究清楚則可實(shí)施針對性的調(diào)節(jié)措施以規(guī)避負(fù)面情緒。
“月宮365計(jì)劃”的重要內(nèi)容是對志愿者們的精神狀態(tài)進(jìn)行全程跟蹤記錄。實(shí)驗(yàn)主要以3種途徑來進(jìn)行志愿者心理測量監(jiān)控。自我報(bào)告法，包括問卷法和實(shí)驗(yàn)法；通過電話訪談和分析日志來了解乘員情緒、需求等心理狀態(tài)的變化；有視頻錄像等行為觀察的手段，通過行為表情分析軟件分析乘員的情緒變化等。
2017年10月6日開始，“月宮365”開展了為期六周的遮窗實(shí)驗(yàn)。在完全遮擋自然光線的情況下，乘員們度過了全密閉無自然光照的實(shí)驗(yàn)階段。在此期間，乘員們的新陳代謝、激素水平、睡眠、心率、體溫、情緒、行為等各項(xiàng)生理和心理數(shù)據(jù)都被記錄下來。
另一項(xiàng)重要的心理實(shí)驗(yàn)是原定于5月10日的志愿者出艙日期突然被推遲到了5月15日。為什么原本計(jì)劃進(jìn)行365天的實(shí)驗(yàn)，突然又增加了5天呢，原來這是“月宮365”實(shí)驗(yàn)“故意為之”。由于各種原因?qū)е碌挠詈絾T不能按規(guī)定日期返回地面的情況有很多，此次延遲出艙也是實(shí)驗(yàn)團(tuán)“故意”模擬突發(fā)狀況，而這完全是在艙內(nèi)志愿者事先并不知情的情況下發(fā)生的。志愿者在這一過程中的心理和情緒變化也會通過填寫量表和測試各項(xiàng)生理指標(biāo)被記錄在冊。
“對于身處太空的宇航員來說，每延長一天，都是極端的考驗(yàn)。這次實(shí)驗(yàn)所積累的數(shù)據(jù)，將會對未來保障我國載人登月、月球基地及火星探測等航天計(jì)劃的順利進(jìn)行提供重要的理論和數(shù)據(jù)支持?！比藱C(jī)與環(huán)境工程專家、中國工程院王浚介紹，“月宮365”長時(shí)間的密閉生存實(shí)驗(yàn)獲得的生理和心理數(shù)據(jù)，以及研究建立的調(diào)控措施和技術(shù)，將為未來的星球基地探索活動人員的健康保障提供重要依據(jù)和技術(shù)支撐。
關(guān)于下一步的研究計(jì)劃，劉紅談道，“我們將在總結(jié)分析試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置研制，爭取搭載機(jī)會，通過天地對比分析，獲得矯正參數(shù)和模型，進(jìn)一步為該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于太空奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。”（余敏參與采寫）
“月宮”里他們說
入住“月宮”頭一件事兒就是做午飯，再也不能享用學(xué)校食堂里的各種料理了，所有食材都需要現(xiàn)采現(xiàn)加工。
——劉 慧
每天忙碌并快樂著！如果不是在月宮艙里學(xué)習(xí)做饅頭，可能這一輩子我都不會做饅頭，有些事情只有去嘗試了才知道自己行不行。
——劉佃磊
作為“月宮一號”植物艙Ⅰ的“家長”，我每天晚上的最后一項(xiàng)工作是巡查，也就是“查寢”。我一聲令下，30個(gè)“寢室”的每一批小麥依次“報(bào)數(shù)”。OK，任務(wù)完成，她們繼續(xù)茁壯成長。我呢，就關(guān)艙門回去準(zhǔn)備睡覺了。
——高 寒
騎動感單車是我們的休閑運(yùn)動之一。我們的運(yùn)動場地空氣清新、環(huán)境舒適，在這里不僅可以鍛煉身體，而且運(yùn)動產(chǎn)生的二氧化碳還可供植物進(jìn)行光合作用，一舉兩得！
——胡靜婓
不知不覺中，我們二組小伙伴們進(jìn)艙已經(jīng)三個(gè)月了，小伙伴們的頭發(fā)也都長了，再過一段時(shí)間估計(jì)就能扎小辮了。于是，兩個(gè)女生搖身一變，成功過了一把理發(fā)師的癮。
——劉光輝
初始覺得新鮮，如同馬拉松初期興奮不覺累；后來勞作時(shí)間逐漸變長，如同跑5公里后步伐的沉重與累意襲身；久之，熟能生巧，勞作時(shí)間又變短且趨于平穩(wěn)。
——伊志豪
像是生活在“桃花源”，工作地和休息地緊挨著，遠(yuǎn)離了都市快節(jié)奏的生活。從采摘、磨面、和面到炒菜都親手操作，自給自足，綠色健康。
——褚正佩
從明天起，關(guān)心糧食和蔬菜。我有一間臥室，面朝艙Ⅱ，春暖花開。
——王 偉
