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名志愿者已在“月宮一號”實驗艙中連續(xù)駐留200天，打破了此前由俄羅斯科研人員創(chuàng)造的在生物再生生命保障系統(tǒng)中連續(xù)駐留180天的世界紀錄。

開展“月宮365”實驗有哪些重大意義？已出艙的志愿者們情況如何？最后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：生物再生生命保障系統(tǒng)是人類實現(xiàn)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系統(tǒng)，原位循環(huán)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系統(tǒng)，建立系統(tǒng)集成技術，進行系統(tǒng)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系統(tǒng)如何實現(xiàn)為不同代謝水平的乘員組提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)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系統(tǒng)——“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(jù)不同植物生長需要獨立控制環(huán)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(huán)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，自己加工并食用。綜合艙中人、動物和廢物處理產(chǎn)生的富二氧化碳空氣經(jīng)凈化后送達植物艙，供植物光合作用；植物艙中，植物光合作用產(chǎn)生的富氧空氣凈化后送到綜合艙供人和動物呼吸，并提供廢物處理所需氧氣；植物蒸騰作用產(chǎn)生的冷凝水通過凈化后，一部分經(jīng)系統(tǒng)補充微量元素后送到綜合艙滿足人的生活用水，其余與凈化后的生活廢水和尿液一起用于植物栽培。由此，形成一個閉環(huán)生命保障系統(tǒng)。

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(xù)了105天，閉合度達到了97%，循環(huán)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(jīng)過升級后，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(xiàn)4人所需的全部氧氣和水、大部分的食物在系統(tǒng)內循環(huán)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(xù)完善和發(fā)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(wěn)定，各儀器設備工作正常，艙內各種蔬菜糧食作物生長良好，志愿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(jù)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(yǎng)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(wǎng)、發(fā)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(yī)院進行1個月的醫(yī)學觀察，目前看，身體、心理等狀況都很正常。

問：最后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(guī)劃，為期105天的第三階段實驗中，志愿者除日常工作外，還需要針對各種突發(fā)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(fā)展?jié)摿Α?/p>

春節(jié)很快就要到了，除夕當天，艙里的學生們會包餃子，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(jié)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。（完）