5 月20 日,試驗志愿者謝倍珍(中)、王敏娟(右)、董?。ㄗ螅┏雠撉霸谥参?艙內(nèi)合影。新華社記者 公磊攝
《人民日報》2014年5月21日“熱點解讀”欄目(記者董洪亮)報道:
5月20日,“月宮一號”試驗圓滿完成,標(biāo)志著我國成為繼美國和俄羅斯之后,第三個掌握生物再生生命保障系統(tǒng)核心技術(shù)的國家?!霸聦m一號”究竟如何運作,又有什么科研意義?本報記者采訪了“月宮一號”總設(shè)計師劉紅教授。
5月20日,北京航空航天大學(xué),三位試驗志愿者謝倍珍、董琛、王敏娟從“月宮一號”密閉艙中走出來。至此,他們在“月宮一號”內(nèi)進(jìn)行的為期105天的科學(xué)試驗獲得圓滿成功。
對保障航天員生命安全和生活質(zhì)量具有重大意義“月宮一號”總設(shè)計師、首席科學(xué)家、北航生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院劉紅教授介紹,“月宮一號”全稱為“月球基地生命保障人工閉合生態(tài)系統(tǒng)地基試驗裝置”,它基于生態(tài)系統(tǒng)原理將生物技術(shù)與工程控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建由植物、動物、微生物組成的人工閉合生態(tài)系統(tǒng)。人類生活所必需的物質(zhì),如氧氣、水和食物,可以在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生,為人類提供類似地球生態(tài)環(huán)境的生命保障。
劉紅說,“月宮一號”由1個綜合艙和兩個植物艙組成,總面積為160平方米,總體積500立方米。其中,綜合艙包括居住間、工作間、洗漱間、廢物處理間等。每個植物艙分隔為2個植物種植室,可以根據(jù)不同植物生長需要獨立控制環(huán)境條件。
自2004年起,北航劉紅團(tuán)隊開展了“月宮一號”相關(guān)研究。從“月宮一號”的理論和技術(shù)研究、艙室系統(tǒng)的工程設(shè)計、施工組織和質(zhì)量監(jiān)督、系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備安裝、系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試到長期多人密閉科學(xué)技術(shù)試驗,均由團(tuán)隊獨立完成,具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。
“月宮一號”是我國建立的第一個、世界上第三個生物再生生命保障地基有人綜合密閉試驗系統(tǒng)?!霸聦m一號”的建立使我國在生物再生生命保障領(lǐng)域的研究水平進(jìn)入國際最先進(jìn)行列,對保障我國載人登月、月球基地及火星探測等航天計劃的順利進(jìn)行、保障航天員生命安全和生活質(zhì)量具有重大意義。
循環(huán)再生100%的氧氣和水劉紅教授說,“月宮一號”的核心是生物再生生命保障系統(tǒng)(BLSS)。這是目前世界上最先進(jìn)的閉環(huán)回路生命保障技術(shù),也是人類實現(xiàn)在外太空長期生存的核心技術(shù)。
在載人飛行器進(jìn)入外太空后,這個系統(tǒng)可以讓飛行器不再需要或很少需要地面物質(zhì)支持,氧氣、水和食物在系統(tǒng)內(nèi)通過生物技術(shù)實現(xiàn)再生,航天員可長期在太空工作和生活,使得長期載人航天和行星探測成為可能。
此次試驗中,在“月宮一號”植物艙人工控制的環(huán)境中,試驗團(tuán)隊栽培篩選出小麥、大豆、玉米等5種糧食作物、15種蔬菜作物和1種水果。
試驗志愿者收獲糧食、蔬菜、水果,自己進(jìn)行加工并食用。同時,利用植物不可食用生物量(如秸稈)培養(yǎng)黃粉蟲為人提供部分動物蛋白。人的糞便、食物殘渣等廢物經(jīng)過生物技術(shù)處理,也可用于植物栽培。
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)過凈化后送達(dá)植物艙,供植物光合作用;植物艙產(chǎn)生的富氧空氣經(jīng)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(chǎn)生的冷凝水通過凈化,一部分由系統(tǒng)補(bǔ)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。
據(jù)介紹,本次長期多人高閉合度集成試驗,實現(xiàn)了在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生100%的氧氣和水,循環(huán)再生55%的食物?!霸聦m一號”試驗系統(tǒng)的總閉合度達(dá)到了97%。