【觀察者網綜合報道】昨天(26 日),北京航空航天大學四名學生志願者打破一項世界紀錄。北航 " 月宮 365" 實驗當天舉行第二次換班儀式,四名志願者意在 " 月宮一號 " 已在艙中連續駐留 200 天,打破瞭此前由俄羅斯科研人員創造的、在生物再生生命保障系統中連續駐留 180 天的紀錄。" 月宮一號 " 的系統閉合度與運行時間也達到國際最高水平。
據北京青年報今天報道,26 日上午,在北航進行的 " 月宮 365" 實驗舉行瞭第二次換班儀式。
本文圖片均來自科技日報
據 " 月宮一號 " 總設計師、北京航空航天大學教授劉紅介紹," 月宮 365" 實驗的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,並保持系統穩定。生物再生生命保障系統是人類實現在地外長期自治生存必須的關鍵技術,在這項技術應用到空間之前,必須進行地面演示驗證實驗,並通過實驗,發展系統穩定運行調控技術。
為此,設艙內實驗志願者 8 名,分為兩組,第 2 組的代謝水平比第 1 組高,設置 3 班。這次換班,是第一組成員第二次進入實驗艙,他們要在裡面待到今年 5 月 18 日。
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,在艙內駐留 200 天的四名志願者各項生理指標記錄準確。
據瞭解,在此次換班的第二組志願者將與此前曾進駐實驗艙內的第一組志願者進行工作交接,第一組四名志願者將入艙完成接下來第三階段為期 105 天的實驗。此前曾完成第一階段為期 60 天實驗的 1 組志願者劉慧、劉佃磊、胡靜斐、高寒在國旗下宣誓,並在現場全體人員的共同祝福下再次進入實驗艙內,將完成第三階段為期 105 天的實驗。
按照實驗規劃,在接下來為期 105 天的第三階段實驗中,志願者除日常工作之外,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 " 的耐沖擊性,深挖其發展潛力。
此外,劉紅透露,此次 " 月宮 365" 實驗結束後,將積極爭取我國月球 / 火星探測器的搭載機會和資源,在月球 / 火星表面開展小型生物再生生命保障系統試驗。通過與地面平行試驗的對比分析,獲得地面大型系統模擬結果的矯正參數,為未來將地面大型有人生物再生生命保障系統實驗研究獲得的設計運行參數應用於月球 / 火星奠定基礎。
" 月宮 365" 實驗於 2017 年 5 月 10 日開始,將於 2018 年 5 月 10 日結束。實驗順利完成後將成為世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統實驗,打破世界紀錄。
志願者在艙內如何生活?
據科技日報 26 日報道,在志願者褚正佩看來,住在艙裡,像是生活在陶淵明的 " 桃花源 "。
早上七點鐘起床,量體溫、血壓,稱體重。洗漱完,沖杯牛奶,坐在桌邊,一個饅頭就一盤生菜炒梅花肉,刷著早間新聞,享受一頓美好的早餐時光。盡管感受不到陽光照到身上的溫度,但走到植物艙,和滿室的綠色打個招呼,感受著植物的朝氣蓬勃,這一點點缺憾也就消弭殆盡瞭。深吸幾口植物散出的精華,沉浸在這滿室的綠中,伴著輕音樂,讀一篇英文早餐,連時光也慢瞭幾分。
上午九點鐘,換上工作服,帶上口罩和手套,我再次來到植物艙 II 這塊綠色寶地,打開閥門,將植物用剩的液體排出,進入處理箱,測試,補水補母液,重新打進栽培槽中。補充瞭新鮮養分,植物又重新充滿瞭活力。
十點半,拿著兩個盆子走進這片專屬菜園,摘幾顆新鮮的葉菜,剪幾顆辣椒、黃瓜,摘兩大把小番茄,各自稱出質量,記錄在案,回到綜合艙,在食材記錄表上再記錄一遍,就開始做午飯瞭。午餐時四人聚到一起,打趣暢聊,無所顧忌。
午休後,再到我的責任田,植物艙 II 檢查巡視一番,同時領略一下下午的田園風光,享受一番園藝的樂趣。
四點半回到綜合艙,泡一杯下午茶,看一本書,享受著慢節奏的生活。
下午五點準備晚餐的食材,泡一份黃豆,蒸上饅頭和胡蘿卜,洗幾顆菜和黃瓜,即可開始晚餐的制作。
六點半,一頓精美的晚餐已經備好,擺好碗筷,四人圍坐在桌前,吸溜一口熱氣騰騰的黃豆肉湯,夾一筷子辣椒炒肉,咬一口松軟的饅頭,抬頭看看筆記本電腦播著《深海利劍》,不時的與同伴探討幾句,一頓豐盛的晚餐就在這種溫馨的氛圍中進行著 ……
晚上八點,回到屬於自己的小臥室中,小小的書桌上放著筆記本電腦和幾本書,打開筆記本,瀏覽下網站,看看文獻,整理幾句心得。
待到九點半,叫上志願者王偉一起到我們的領地,在過道鋪上瑜伽毯,練半個小時的瑜伽,洗去一天的疲乏。
十點半,洗漱完,檢查一下監控界面,再量一下體溫和血壓,回到小臥室,填寫一天工作起居表,寫幾句感想,合上冊子,熄燈睡覺。
沒錯,這就是志願者們每天豐富多彩的日常。他們不能在實驗期間的任何一天睡一個懶覺。志願者們作為實驗操作者又作為實驗對象,需要對自身取樣,從頭發絲、鼻腔、唾液、指甲到尿液糞便,還要定期完成心理上和生理上的測量,每個人都是強大的數據庫,從內到外都是數據基礎。作為實驗對象要做的,就是保持最佳的身體狀態,呈現最真實的自己。很多事情要重復做幾百次。
總結下來,艙內的 24 小時主要分為科研、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),取樣三次(唾液 / 尿 / 便);150 天中,再加上其它的問卷,總量至少填 130 份。
體重、體溫、血壓與血氧飽和度等健康指標是每天測量的,除體重外,都是早晚各測一次且準確記錄在冊,150 天共計測 300 次。
植物與水取樣,150 天至少 21 次。
工作部分,例如,根據植物栽培制度(按照一定時間間隔分批種植),每隔幾天就要重復一次。如小麥,每周就要收獲 3 次(每次 2㎡小麥的收割、剪穗和播種);150 天中,重復 " 收割、剪穗和播種 " 這一流程 64 次。
其他的工作亦是如此,如艦長劉光輝每天都要處理尿液,150 天重復 150 次;健康管理員王偉每周要對志願者健康取樣所用耗材分裝成袋且寫上編號,150 天中重復這一流程 63 次;艙Ⅱ負責人褚正佩每天都要循環營養液,150 天重復 150 次。
生活上, 每天都是一樣的流程,吃飯、娛樂、自由時間、休息。沒有廣闊的空間活動,沒有足夠多項目娛樂,每天見到的都是一樣的人。四個人的生活又是有趣的,生活在 " 同一屋簷下 ",一塊勞作,一起吃飯,相互拍照,如同四個 " 親兄妹 "。
長時間的形影不離,談話內容再豐富,也會不自覺地重復一些。有時一個笑話被說瞭 3 遍,最後大傢笑的不是笑話而是這個重復。好多次對話,說瞭幾句才發現剛剛講過,然後大傢又哈哈大笑瞭。
第二階段還進行瞭遮窗實驗。" 月宮 365" 計劃目前已完成為期 6 周的遮窗實驗,4 名志願者完成兩階段遮窗實驗:3 周無自然光無外部景觀實驗,3 周有自然光無外部景觀實驗。在此期間,他們的新陳代謝、激素水平、睡眠、心率、體溫、情緒、行為等各項生理和心理數據被記錄下來。本次全密閉實驗開展瞭腸道菌群、晝夜節律、園藝療法、情緒與行為等系列研究,獲取瞭大量生理和心理健康數據。
延伸閱讀
" 月宮一號 " 是北航劉紅教授團隊發明的空間基地生物再生生命保障系統地基綜合實驗裝置,是世界上第一個成功的四生物鏈環的人工閉合生態系統(人 - 植物 - 動物 - 微生物),系統的閉合度和穩定性高於之前的俄羅斯和美國的同類系統,而此前俄羅斯和美國的系統均為人 - 植物的兩生物鏈環系統。此前國際上此類系統實驗持續時間最長的是俄羅斯的 BIOS-3 的 180 天實驗。
據悉," 月宮一號 " 由劉紅教授團隊於 2013 年 10 月研制成功,並於 2014 年完成瞭持續 105 天的我國首次長期高閉合度集成試驗,標志著我國成為瞭繼俄羅斯、美國之後,第三個掌握瞭該技術的國傢,也
" 月宮一號 " 一期系統於 2014 年 5 月 20 日完成瞭我國首次長期多人高閉合度集成實驗(3 人 105 天),系統閉合度達到 97%,人所需的氧氣和水 100% 在系統內循環再生,循環再生瞭 55% 的食物。" 月宮一號 " 一期 2 個艙室的總面積 100 平米,總體積 300 立方米,植物種植面積 69 平米。
2016 年 " 月宮一號 " 完成瞭升級和擴建,共有 3 個艙室,總面積 150 平米,總體積 500 立方米,植物種植面積 120 平米。此系統正在開展 " 月宮 365" 實驗,系統的閉合度和食物再生度將進一步提高。