在面積僅百余平方米的“月宮一號”密閉艙中生活105天后，5月20日上午，“艦長”謝倍珍、乘員董琛和王敏娟三博士微笑著開艙“出宮”。至此，他們在“月宮一號” 內進行的為期105天的科學試驗獲得圓滿成功。這一重要科學試驗的成果，將為我國未來構建月球、火星基地，進行更長時間、更遠距離的太空探索，奠定堅實的基礎。
現場
上午10點18分，在眾人的掌聲中。“月宮一號”的艙門緩緩開啟。謝倍珍、王敏娟和董琛先后走出艙門。一臉微笑的他們一出艙門就向大家送上了“禮物”。那是他們的勞動成果，一包包蔬菜和糧食，里面有毛豆、胡蘿卜、生菜、空心菜、玉米、小麥……引來現場觀眾的歡呼。
志愿者出艙后受到熱烈歡迎（左起：董琛、謝倍珍、王敏娟）
“月宮一號”
“月宮一號”植物艙
“PM2.5比外面低多了”
上午9點，記者來到“月宮一號”的艙室所在地。站在艙外看，橢圓形的艙室長約10米，高約5米。植物艙、生活艙通過艙門與外界完全隔離。記者透過植物艙和生活艙的玻璃看到，三位志愿者生活在一片充滿“田園氣息”的環境里。廚房里是淺色的木制桌椅。植物艙內更是如同一片花園，蔥綠的麥苗，架子上一層層的各種蔬菜開出了小花兒。
記者隔著玻璃詢問志愿者，在里面生活感覺怎樣?王敏娟笑著對記者說，艙里的空氣可好了，“PM2.5比外面低多了。”
每天冷凝300升水三人用有富余
劉紅教授告訴記者，“月宮一號”艙內組建了一個完整的生態系統。無論是小麥這樣的糧食，還是菠菜、馬齒莧、生菜這樣的蔬菜以及人的日常生活，都會通過蒸發產生冷凝水。這些冷凝水通過一定的技術回收，可以收到300升冷凝水。“三名航天員一天用水只需要大約75升，因此還有富余。”
劉紅表示，今年2月3日“月宮一號”封艙時，艙內共有各類用水2.5噸，“后面的日子就靠這些水以及循環水開始生活了。”
“月宮”10年耗資2000萬
不少人都認為，只要涉及“探月”、“空間技術”就是花錢的項目，經費動輒幾十億、上百億元。不過劉紅教授告訴記者，這個項目自2004年啟動至今，總花費僅約2000萬元。
劉紅說，整個“月宮一號”項目不僅是對于載人航天有重要的意義。其中的多項技術更可以投入民用，造福廣大百姓。比如在艙內，利用微生物燃料電池技術進行污水凈化處理，這項技術應用在污水處理廠，可以有效強化現有的除磷除氮工藝，“目前我們已經和清河污水處理廠開展這方面的研究合作。”劉紅說，此外艙內采用的立體植物無土栽培技術，在農業生產中也有非常好的應用前景。
揭秘
“月宮一號”是什么?
“月宮一號”是類似地球生物圈的小型生態系統，是北航生物與醫學工程學院劉紅教授帶領團隊，集成10年來的研究成果，構建的我國第一個、世界第三個生物再生生命保障地基有人綜合密閉實驗系統。
為什么要建“月宮一號”?這是人類長時間、遠距離太空探索的必須。宇航員要離開地球，在遙遠的太空中生存，離不開氧氣、水和食物。我國“神舟”系列飛船、國際空間站，通常會攜帶全部物資，或通過物理化學方式再生氧氣和水，而宇航員吃的食物只能一次性攜帶充足，不能再生。然而，如果人類在未來進行更長時間、更遠距離的太空探索，例如構建月球、火星基地，由于路途遙遠，食物完全通過攜帶儲存供給，或進行地面定期補給將變得十分昂貴且很難實現。
有效的解決辦法就是依靠“生物再生”的方式，在月球、火星基地，或是飛向火星的飛船中，構建一個類似地球生物圈的小型生態系統。科學家們把這樣一個小型生態系統稱為“生物再生生命保障系統”。它通過構建由植物、動物、微生物組成的人工生態系統，人類生活所必需物質在系統內循環再生，為人類提供類似地球生態環境的生命保障。
在這樣一個系統真正飛向太空之前，需要在地面構建一個一模一樣的系統，進行一系列集成試驗研究，為將來人類真正在太空居住提供保障，北航“月宮一號”就是這樣一個模擬生態系統。
內設如何?
“月宮一號”分兩期建設，目前建成的是一期。一期包含了一個植物艙(60平方米，三層立體栽培，種植面積69平方米)和一個綜合艙(42平方米)，總體積約300立方米，可以為3位志愿者提供生命保障。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。植物艙分隔為兩個植物間，可以根據不同植物生長需要獨立控制環境條件。
二期建成后，“月宮一號”將由1個綜合艙和2個植物艙組成，總面積160平方米，總體積500立方米，可滿足4人更高閉合度的生命保障需求。
怎么運作?
在“月宮一號”中試驗的志愿者，收獲糧食、蔬菜、水果和黃粉蟲在系統中自己進行加工并食用，而不可食用生物量(如秸稈)與人的糞及食物殘渣等廢物一起采用所研發的生物技術處理制備類土壤基質循環用于植物栽培。
綜合艙中人、動物和廢物處理產生的富二氧化碳空氣經過凈化后送達植物艙，供植物光合作用;植物艙產生的富氧空氣經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。植物艙中植物蒸騰作用產生的冷凝水通過凈化后，一部分由系統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，形成一個閉環回路生命保障系統。
生產什么?
在“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，栽培生產5種糧食作物(小麥、大豆、花生、油莎豆、玉米)，15種蔬菜作物(胡蘿卜、豇豆、四季豆、紫葉油菜、紫葉生菜、奶油生菜、油麥菜、茼蒿、馬齒莧、莧菜等)，1種水果(草莓)。
利用植物不可食生物量(發酵處理秸稈)培養黃粉蟲，為人提供部分動物蛋白。
有何成果?
在本次長期多人高閉合度集成試驗中，實現了在系統內循環再生100%的氧氣和水、55%的食物，“月宮一號”實驗系統的總閉合度達到了97%。
通過本次試驗，初步建立了系統中物質動態平衡調控技術、共生植物優化配置與動植物高效培養技術以及廢物的高效循環利用技術。發現了新的氣體平衡調控方法;發現了空氣中二氧化碳濃度變化對植物暗呼吸、光合以及人的呼吸的影響量化規律;明確了生物再生生命保障系統今后的研究發展方向。
日記
此次入住“月宮一號”的共有三位志愿者，他們都來自北京航空航天大學。講師謝倍珍是“月宮一號”的“艦長”，博士研究生董琛和王敏娟是“艦員”，董琛是唯一的男生。在105天的密閉生活中，三人通力合作，順利完成了此次科研。在走出“月宮一號”后，三人第一時間接受了本報記者的采訪。記者通過整理，展示了三位志愿者在“月宮”內一天的工作、生活。
07：30 早餐包子饅頭水餃烙餅
三人的一天是從早晨7點半開始的。作為“月宮一號”的總廚師長，王敏娟開始準備三人的早餐。作為陜西人，她對面食的制作有著與生俱來的天賦，包子、饅頭、水餃、烙餅……無所不能，“進艙前自己都不知道原來我這么能做面食，看來是家鄉生活的耳濡目染。”王敏娟笑道。
用完了早餐，三人按照各自的分工開始了忙碌。謝倍珍需要收集所有人的尿液，提取尿素并進行凈化處理。董琛和王敏娟則進入了植物艙，董琛負責的40平方米麥子正等著他添加營養液。這些麥子是分10批種下的，約70天成熟。這意味著每7天就有一批麥子成熟，做成糧食，足夠三人一周食用;王敏娟負責照料29平方米的蔬菜和水果，采用了無土栽培的技術。
12：00 午餐后會有一小時午休
上午的工作大約在12點告一段落。“總廚”王敏娟繼續負責三人的午餐。謝倍珍通常會自告奮勇擔負起洗碗的工作。吃完飯后，三人通常會有一個小時的午休。
下午的工作一般從下午兩點開始，王敏娟和董琛繼續在植物艙監測小麥和各種蔬菜、水果的生長狀況。
謝倍珍開始飼養黃粉蟲——這是他們肉食來源之一。“總廚”王敏娟說，通過烹調，這種昆蟲沒有任何異味，吃起來口味像薯條。最重要的是，它能為三人補充動物蛋白。
此外，作為“艦長”，謝倍珍還需要監測整個系統的運行狀況。
18：00 晚餐后可上網可打電話
晚上6點，三位志愿者結束了一天的忙碌。晚餐過后是他們的私人時間，三人會使用帶進艙內的電腦上網沖浪，或者通過固定電話和家人、朋友聊天。作為唯一的男生，董琛還帶了一把吉他，不時彈奏一番。
王敏娟笑著說，在艙內的105天，她還第一次自己動手給董琛剪了頭發。
王敏娟坦言，進艙后大約1個月，自己開始非常想念外面的食物，“烤魚、火鍋……各種不健康的食物，想起來就流口水，后來反而淡定了。”由于實行嚴格的營養搭配餐飲，三人體重未出現明顯的變化。
(本報記者 張航/ 記者 甘南 攝)
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