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航天员太空中能否长期生活?

日期:2022年07月22日

       实验志愿者正在植物舱内采集植物(2017年7月18日摄)。 2017年底, 最受关注的事件之一是中国科学家潘建伟被英国《自然》杂志评选为2017年度十大人物之一。不过很少有人注意到, 《自然》杂志2017年的科学图片中也有中国科学家:一张名为“ISOLATIONZONE”(隔离区)的照片中, 透过一扇散发着紫光的圆形封闭窗口, 一名志愿者正在做实验。一个装满植物的实验舱。这张照片是月宫一号科研团队拍摄的。从明天起, 照顾食物和蔬菜。我有一间屋子, 面朝月亮, 春暖花开。这不是海子那样的抒情, 而是月宫一号团队每天都需要极其严苛地对待的科学实验, 也就是在三个完全密闭的圆柱形罐子里生活365天。月宫一号是我国第一个也是世界第三个生物再生生命支持陆基载人综合密闭实验系统, 也是世界上第一个成功的四生物链系统。此次实验, 跃宫一号科研团队历经14年努力, 从无人相信到成功运行, 最终使我国的闭环生物再生生命维持技术达到世界水平。迷恋梦想的人, 是快乐的航天之父齐奥尔科夫斯基曾经说过:地球是人类的摇篮, 但人类不能永远被束缚在摇篮里。闭环生物再生生命维持系统悦宫一号是堪比地球的微型生物圈, 可实现宇航员的目标是在远离地球的太空中长期生活。月宫一号首席科学家刘宏说。这是当今世界正在推进的闭环生命保障技术, 是月球、火星基地等未来载人深空探测所需的十大关键技术之一。在这个鲜有人关注的领域做了十几年的研究, 刘宏并不觉得苦。她经常在开学典礼上对新同学说, 有梦想的人是幸福的, 希望进入学校的年轻人有坚定的理想信念, 坚持不懈地追求。刘红的幸福是在生物再生生命支持技术领域的不断探索。刘宏教授是北京航空航天大学(以下简称北航)生物与医学工程学院博士生导师, 国际宇航科学院院士,

俄罗斯自然科学院外籍院士。她个子不高, 披肩长发整齐的盘成一个发髻, 说的每一句话都很谨慎。 1989年, 由于学习严谨, 俄语基础好, 刘宏成为了莫斯科国立大学的公生。当时, 苏联政局动荡, 恰逢当地物资极度短缺。许多留学生找到了商机, 开始兼职做生意。他们从国内买货, 带到苏联去卖, 转手时赚了近十倍的利润。在1990年代的中国, 普通人的收入水平普遍较低, 很少有人能面对如此巨额的利润不被诱惑, 但刘宏却没有。她说国家每个月都有补贴, 就够了。提到那些成绩不好的同学, 她的眼中闪过一丝阴沉。他们中的许多人已经移民, 现在几乎没有人在做科学研究。之后, 是长久的沉默。 1994年, 刘获得莫斯科国立大学环境保护博士学位回国后, 洪先生一直在探索环境与生态领域。 1998年, 当美国、俄罗斯、日本、加拿大等16个国家开始建设国际空间站时, 我国希望积极参与国际空间站计划, 但部分大国拒绝加入中国以防止空间技术的扩散。回首这段久违的过去, 刘宏依然愤愤不平:他们本来不想让我的国家加入,

却假装要你提交申请, 让你出示所有证件然后拒绝你.有着强烈的爱国心, 被排斥的感觉让她很不舒服。看到苏联在1970年代开发的生物再生生命维持系统, 刘红终于找到了她的兴奋:我这辈子就要做这个!如果实验能够做到高度封闭, 即使是完全封闭, 生活在地球之外的人类也会解决时间、资源等一系列问题。刘红一行瞄准国家载人深空探测的重大需求, 开启了漫长的探索之旅。毅力从未被认为是令人难以置信的。如果你知道你要去哪里, 整个世界都会为你让路。对于刘宏来说, 这鸡汤只适用于前半句。她知道自己想做什么, 想达到什么。但面临重重阻碍, 没有人看好这个项目, 也没有人知道从何下手。她一遍又一遍地进行实验, 同时如饥似渴地阅读俄罗斯文学作品, 对她在有限的相关材料中发现的每一个花絮感到兴奋。从零开始, 刘红以他们为首的月宫一号科研团队不断改进方向。舱室适用于生物筛选, 从大型动物到蚕到黄粉虫, 实验逐步形成。探索总是艰辛的。在取得突破之前, 刘宏团队的研究经常被嘲笑为一纸空文。那些年, 她去参加一个国际学术研讨会, 在台上做报告的时候, 明显听到周围有不友好的声音,

夹杂着讥讽和猜疑, 喝茶的时候也没有人愿意和她交流。休息。面对冷冷的接待, 她没有笑, 而是倔强的转过身, 继续默默埋头在实验研究中。 Moon Palace-1旨在测试月球基地的生命支持系统。要将其变为现实, 仅仅依靠理论和数据是不够的。它必须有场地、资金和全套的人力和物力支持。但十多年前, 很难有人能有如此先进的理念, 理解和支持她。甚至有人说:你的项目太远了, 科研经费应该算是能看到成果的项目。那段时间, 刘红成了一名推销员。她一遍遍地写申请和报告, 并在会上推荐了月宫一号。终于, 2012年, 月宫一号项目获批, 实验舱建在北航校园曾经展示教学飞机的地面上。因为它可以承受重达数吨的飞机, 地面压力承受能力足够强, 所以可以节省战斗的需要。基础步骤。示范、立项、选址、施工, 每一步都不容易。 2012年是刘红一生中最累的一年。日常教学照常进行。下课后, 他不仅要盯着实验, 还要操心月宫一号实验舱建造的每一步。实验舱要实现固体物质、空气和水的三大循环, 必须满足实验者的长期生活。对设备的要求非常高。在资金有限的情况下, 如何实现每一分钱的效用, 该用什么级别的设备, 如何让满足需求的厂家源源不断地供应。可以毫不夸张地说, 在她的梦里, 她在想办法。谈起6年前的建设过程, 刘宏还是很感动的。这些设备很多都是爱国企业家支持的, 也有一些是厂家专门为我们生产的, 比如船舱内植物生长的光源。实验标准;空调设备, 厂家只收取少量费用;还有实验者吃的无公害绿色猪肉, 厂家赞助给我们的标准猪肉。感谢这些有梦想和爱国主义的企业家。
       如果不是他们的支持, 这个实验舱的造价至少要翻一番!刘红说, 初步结算至少节省了2000多万元, 但这种经验不值得推广, 我们被迫省钱。在实验舱快要完成的时候, 俄罗斯科学家仍然不相信刘宏和他的科研团队能够达到如此高的技术水平。 2013年元旦, 月宫一号团队向俄罗斯的科学朋友们发送了新年祝福电子贺卡, 其中包括了月宫一号的几个样本。这些俄罗斯科学家在新年晚会上打开这张卡片, 一致称赞:画得真好!知道了这一点, 刘宏并没有生气, 而是将这些科学家纳入了即将召开的国际学术会议。交流会特邀专家名单. 2013年冬, 月宫一号完成建造并试运行成功, 并邀请多位外国科学家来华进行学术研讨。刘宏还记得这位俄罗斯科学家的反应:他在实验基地门口站了近一分钟, 然后慢慢走进来, 在实验舱周围来回看了近一个小时, 只覆盖了一个面积​​​​100平方米。我相信眼前的实验装置是真实的。晚上 10 点左右。那天, 会议结束了。科学家提议去实验舱看看。他担心自己白天看到的只是一个伪装成假的假设备, 到了晚上就会停止或消失。刘鸿笑了笑, 高兴地邀请他随时参观实验舱。
       震惊的俄罗斯科学家在红色留言簿上写了一整页。不过, 他的热情引起了小乌龙。因为看不懂中文, 所以分不清留言簿的正反面。结果, 他把它写在了留言簿的最后一页, 仍然是倒着的。他知道自己写反了, 要求自己改正, 以示敬意。结果, 珍贵的留言簿上出现了两段相同的信息, 一正一负。 2014年5月, 跃宫一号成功开展为期105天的密闭实验, 实现了高稳定性和封闭性, 成为世界上成功的四生物链系统。当年9月, 该项目在新中国65年引才十佳成果中排名第三; 2015年初, 越工一队再次获得2014年北京模特特别奖。国际会议上, 刘宏团队不再被冷落, NASA还特地邀请刘宏到场讲课。面对突如其来的热情, 刘红很淡定, 她说:我只说我们现在已经达到的技术水平, 不说核心技术内容。机舱里的生活严肃而热闹。目前, 世界上最长、最封闭的月宫365项目仍在进行中。舱内的实验志愿者正在进行第三次也是最后一次实验。他们于年初的1月26日进入。船舱预计于5月15日离开船舱。月宫一号实验基地内, 监控室门口的告示牌提示着时间的流逝有条不紊。一号舱门的把手上, 一个红色的中国结静静地等待着实验的成功。二期升级后, 目前的月宫一号由1个综合舱和2个植物舱组成。一体化客舱占地面积42平方米。是集客厅、工作室、厨房、餐厅于一体的多功能交流室;每个植物小屋的面积约为50平方米, 实验者将其视为一个快乐的农场。农场种植小麦、大豆、玉米等粮食作物, 以及胡萝卜、黄瓜、生菜等蔬菜作物。农作物共有35种。它们是分批种植的。每天感受收获的喜悦。照片中的紫红色光是根据植物生长条件调节的人工光源, 控制植物的生长速度, 保证实验舱内的氧气含量。去年7月, 《新华每日电讯报》记者第一次来到粤工一号实验基地时,

实验员胡景飞正坐在监控室里, 盯着监控平台。她是第一批进入小屋的志愿者。我已经安全度过了7天的隔离期。启程当天, 北航党委书记张军中国载人航天工程总设计师周建平院士、中国空间技术研究院空间站工程副总设计师侯永清到场为他们加油助威。什么样的人才适合做客舱实验员?刘宏表示, 除了对祖国航天事业最基本的热爱和过硬的身体素质外, 他必须更加家常, 才能经受住长期封闭生活的考验。因为在孤立封闭的环境中, 缺乏足够的隐私空间和单调的工作任务会增加实验者的孤独感和无聊感, 甚至在长期的孤立中会出现严重的恐惧、愤怒等情绪。实验者刘殿磊皮肤黝黑, 说话随意, 带有山东口音。回忆船舱里的生活, 他总结道:每天都很忙。普通人开门的7样东西:柴米油盐酱醋茶, 实验舱的生活也不例外。告别学校食堂的美味后, 刘殿磊的日常任务之一就是磨面粉:将机舱内成熟的小麦磨成全麦面粉。他还记得刚进船舱时的尴尬:那天中午大家都打算吃全麦包子, 等着刘殿磊的面条。改成面条, 结果发现全麦面团不够韧, 一碰就碎了;我不得不降低要求, 所以我中午吃了面条汤。舱内实验者食物中蛋白质的重要​​来源之一是黄粉虫。从大生物、小生物到微生物, 种类上千种, 黄粉虫的最终选择绝非偶然.以前的实验表明, 牛羊等大型动物并不理想。因为在狭小的空间里, 孤独的实验者会在日常喂养过程中对有限数量的动物产生感情。如果他最终为了生存而吃掉每天有人陪伴和手工喂养的动物同伴, 会有强烈的心理波动。的实验者甚至精神崩溃。因此,

月宫一号科研团队提出将昆虫作为生命维持系统的候选动物。昆虫不仅饲养数量少, 人们不会与它们建立情感依赖, 而且在繁殖过程中几乎没有环境污染。刘红提出用蚕作为未来宇航员的蛋白质来源, 然后筛选出黄粉虫。黄粉虫不仅可以提供优质的动物蛋白, 还可以作为系统垃圾处理的环节之一, 因为它可以以系统中的植物秸秆和蔬菜老叶为食。在做实验志愿者的日子里, 刘殿磊学会了吃黄粉虫, 把黄粉虫放在平底锅里炸至酥脆, 然后用小麦磨成面粉, 蒸成馒头;或直接用植物油煎。食用。他开玩笑说, 油炸后的黄粉虫味道和炸蚂蚱差不多。可以用四个字来概括:香、嫩、脆、脆。回味微苦, 但余味悠长!实验舱内有无线网络。时不时在朋友圈炫耀自己的厨艺。除了实验任务, 实验者也有一些属于自己的业余时间。大家都会读文学、写论文、听广播、练书法、骑自行车等等。胡景飞说:别担心无聊。自信地仰望星空, 永不止步。每个实验者都在合成中小屋都是胶囊公寓。卧室长约2米, 宽约1.5米。一张约1.2米宽的小床占据了大部分空间。床边有一把折叠椅, 靠墙有一张小书桌。 , 壁挂式开放式储物柜安装在墙上。从早上6:30起床量血压称体重, 三餐一起工作, 每个人都有一个实验项目负责, 晚上11:00熄灯时, 大家很累。实验志愿者高寒将舱内生活总结为上生下生:上生即有生命保障的依据;生活下面, 是指大家在这里做的大大小小的事情, 都是实验, 包括情绪波动等细节都会转化为数据, 所以不能简单的称之为生活。所有这些看似微不足道的积累, 都是为了人类未来在地球之外舒适地生活。月宫一号科研团队将通过电话采访和分析日志, 了解实验者情绪、需求等心理状态的变化;由30人组成的舱外科研团队24小时值班监控, 并利用行为表情分析软件对舱内实验人员进行分析。情绪变化。当被问及第二组的舱内实验志愿者王薇是否焦虑时, 她也坦言:焦虑, 同年级的大家都在找工作, 实验时间正好错过了秋招和国考。但我不后悔, 进了船舱就后悔了一年, 不进船舱就后悔了一辈子。除夕夜, 月宫365计划还在有条不紊地进行着。高寒说:如果不是节日, 对我们来说并没有太大的区别。我们仍然要按计划完成工厂的日常维护, 记录健康的情绪, 对空气、材料、植物、微生物、水处理、固废处理、可靠性分析等进行采样。不过, 大家也在蜗牛壳里做了道场, 和大家一起做了一顿丰盛的年夜饭。四菜一汤, 食材有限。 1月26日, 月宫365计划开展了260天。这也是船舱内第二批连续独立生活200天的实验志愿者, 打破了俄罗斯研究人员创建的生物再生生命支持系统中连续停留180天的记录。
       世界纪录。今年5月月宫365计划结束时, 将创造新的世界纪录。目前, 跃宫一号科研团队已经获得了大量有价值的实验数据, 为我国未来的深空探测生物再生生命支持系统积累了大量的科学数据, 也使我国走在了前列。世界航天生物再生生命支持领域。一个一开始并没有多少人看好的梦想, 最终打破了世界纪录, 成为了中国人的骄傲。刘宏在生活中体会到了很大的成就感。我觉得我的一生都值得。刘红说, 我们的研究从2004年开始到现在, 14年来有很多青年才俊参与进来, 做出了很大的贡献。有些人留下了自己的名字, 更多的人只留下了一个背影, 但每个人都同样幸福, 这是我们所有人的星空梦。对于未来的科研, 刘宏很有信心:从终点出发, 仰望星空, 永不止步!

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