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“我们将科幻变成了科学”

太空生活什么样？“月宫一号”团队告诉你
【“我们将科幻变成了科学”】透过一个泛着紫红色光的圆形密闭窗口 ， 一名志愿者正在种满植物的实验舱中做实验 。 这是世界顶尖科学杂志《自然》发布的2017年最佳科学图片中的一幅 ， 图中展现的正是“月宫一号”里的场景 。
如果你看过科幻小说 ， 想象过太空生存 ， 你也许知道 ， 当人类进行长时间、远距离的深空探测 ， 必须建设一个“地外生命保障系统” ， 原位循环再生人类生存所需的氧气、水和食物 。 而这项技术在应用到空间前 ， 要在地面构建地基模拟实验验证系统 ， 进行系统的运行调控技术研究 。
在北京航空航天大学 ， “月宫一号”团队由此而生 。 “月宫365”实验完成了全球最长时间的一次太空舱人工密闭生态系统生存试验 ， 使中国在载人航天生物再生生命保障领域走在了世界前列 。 在他们手上 ， 科幻一步步变成了科学 。
“在当时看来 ， 这是一个遥远的梦”
2018年5月15日 ， 是刘慧永远也忘不了的日子 。
当北京航空航天大学校园中的一座白色圆顶建筑——“月宫一号”的舱门开启 ， 刘慧和另外3位志愿者走出舱外 ， 把在“月宫”里种植的大豆、小麦、胡萝卜、西红柿、辣椒等 ， 分发给舱外庆祝的人群 。 这意味着“月宫365”实验成功结束 。 纪录片《大国重器》第二季里介绍“月宫365”实验时说 ， 全球太空舱生存模拟密闭试验此前最长的时间是180天 ， 由俄罗斯创造 ， 这次 ， 中国挑战的目标是365天 。
事实上 ， 从2017年5月10日到2018年5月15日 ， 共有2个乘员组的8名志愿者在全封闭的“月宫一号”实验舱中连续驻留370天 ， 比原定的365天又增加了5天 ， 系统闭合程度达98% 。
入舱前一晚 ， 有采访人员问刘慧：是什么使你有勇气接受这样一个长期密闭实验的任务？她毫不犹豫地回答：是刘红教授十年磨一剑的坚持和我们每一位“月宫人”的月宫梦 。
的确 ， 为了这一刻 ， 北京航空航天大学教授刘红和她的“月宫一号”团队已准备十多年 。
2003年 ， 神舟五号载人飞船成功发射并返回 ， 中国成为世界上第三个把人送入太空的国家 。 一个问题摆在科学家面前：在近地轨道 ， 宇航员赖以生存的物资可全部携带；如果人类进行更长时间、更远距离的太空探索 ， 这一难题该如何解决？
“靠携带供给或由地面补给 ， 费用昂贵且技术上难实现 。 ”一个新的研究方向在刘红脑海中闪现——地外生命保障系统 。
简单地说 ， 就是依靠“生物再生”的方式 ， 在月球、火星基地 ， 或是飞向火星的飞船中 ， 构建一个类似地球生物圈的小型生态系统 。
“在当时看来 ， 这是一个遥远的梦 。 很多人不理解 ， 觉得这只是科幻 。 ”但刘红坚信 ， 科学家就是要关注10年、20年乃至百年后的技术需求 。 放眼世界 ， 一些国家已陆续开展相关研究 ， 她说：“中国人要在这个领域做出更多贡献 ， 甚至成为国际领先 。 ”
这位儿时就喜欢抬头看月亮、数星星的女教授 ， 从2004年起 ， 带领团队一头扎进了地外生命保障系统的研究 ， 真正从事起与太空星辰相关的工作 。
外国专家参观后写下满满一页纸的赞叹
怎样在地外环境中实现氧气、水、食物等各种物质的循环利用 ， 构建人工生态系统？这是所有载人航天大国都希望站上的技术制高点 。 此前 ， 其他国家是在植物和人之间构建密闭生存系统 ， 而刘红决定 ， 打造“人—植物—动物—微生物”的“四生物链环” 。
从“二”到“四” ， 看起来只是数字的变化 ， 要解决的却是业内公认的两个技术难题——有供人食用的“动物蛋白”问题和负责废物处理的“微生物”问题 。
经过反复研究、实验 ， 团队在1000多种可食用昆虫中 ， 精选了富含蛋白质又易于饲养的黄粉虫 ， 解决了整个系统技术难点的“牛鼻子”；又在种类众多的微生物中 ， 找到生存在寒冷山洞或极热高温地带、在人体体温条件下无法生存的微生物 。


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