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200天奇妙之旅 打破世界纪录
2019-04-11 09:27
来源: 西安晚报

  进“月宫一号”实验舱前团队成员们宣誓西北农林科技大学供图

  “初始觉得新鲜,如同马拉松初期兴奋不觉累;后来劳作时间逐渐变长,如同跑5公里后步伐的沉重与累意袭身;久之,熟能生巧,劳作时间又变短且趋于平稳。”近日在接受记者采访时,作为“月宫365”实验第二批志愿者暨副舰长,西农毕业生伊志豪揭秘在密闭舱内200天的奇妙之旅。

  伊志豪是西北农林科技大学植保学院2013级农业昆虫与害虫防治专业研究生,师从刘德广教授。现为北京航空航天大学博士研究生,空间生命保障技术方向,师从“月宫一号”总设计师刘红教授。他作为“月宫365”实验第二批志愿者暨副舰长,在密闭舱内连续驻留200天。

  萌生参与“月宫一号”的想法

  “初见‘月宫一号’的总设计师刘红老师是我在西农攻读硕士时的一场报告会。了解后得知,刘红老师做的生物再生生命保障系统不仅需要植物栽培,还引入了一种昆虫——黄粉虫,与我的专业关系密切,便萌生了参与‘月宫一号’的想法。”到了硕士毕业后,伊志豪决定加入刘老师的团队,去北航读博。

  据介绍,“月宫365”实验是北京航空航天大学2017年5月10日启动的,8名志愿者分批在“月宫一号”实验舱内,共历时370天,是世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验,实现了闭合度和生物多样性更高的“人-植物-动物-微生物”四生物链环人工闭合生态系统的长期稳定循环运转,且保持了人员身心健康。

  “月宫365”月宫一号是北京航空航天大学研制的国内第一个、世界第三个空间基地生命保障地基综合实验装置。它由一个综合舱和两个植物舱组成。综合舱面积42平方米,高度2.5米,每个植物舱面积50~60平方米,高度3.5米。综合舱中包括4间卧室、饮食交流工作间、洗漱间、废物处理和动物养殖间。

  志愿者们作为实验操作者又作为实验对象,需要对自身取样,从头发丝、鼻腔、唾液、指甲到尿液粪便,还要定期完成心理上和生理上的测量,每个人都是强大的数据库,从内到外都是数据基础。

  伊志豪所参加的是2017年7月9日至2018年1月26日阶段。回顾初入舱内的体验,他表示,初进舱内的第一感觉是紧张,而后是兴奋,在兴奋之余更重要的是做好交接,马上投入工作。“我之前是不太注重仪式感的人,但当那一刻到来时,我的想法发生了变化。我们站在五星红旗下宣誓,嗓子都快喊哑了,非常激动,热泪盈眶。”伊志豪说。

  98%闭合度 100%水循环

  本次实验的闭合度为98%,而目前国际最高的水平就是98%。刘红教授是这样解释闭合度的,“如果一个人需要100公斤食物,有98公斤可以通过这个系统来满足,那么闭合度就是98%”。除了带一些肉食、佐料以及需要给植物补充的营养液外,团队要完全依靠舱内物资生活,这就意味着团队成员基本上是要自给自足地生活。

  密闭舱里的水,是100%地循环。日常的生活用水使用完以后,会进行处理,之后要用它们来浇灌作物。植物经过蒸腾作用产生空气冷凝水,系统将水收集起来集中净化,团队成员们就喝这些水。

  “另外,植物光照是24小时的,因为我们呼吸需要的氧气,都得靠植物们来提供,我们呼出的浊气,也需要植物来净化。”伊志豪介绍,“月宫一号”是一个大系统,系统有许多的模块,水循环属于一个模块,气体循环也是。例如植物的秸秆会固定许多的碳,团队成员们的一个任务就是将这些碳从秸秆中释放出来,否则久而久之,环境里就会出现许多的元素不平衡,从而对实验产生影响。

  “我们也曾和著名的实验‘生物圈二号’里的志愿者尼尔森(Nelson)博士等人交流过,他们说失败的原因之一在于气体循环失调,导致后来二氧化碳浓度过高。基于此,我们也做出了许多改变。”伊志豪说,团队也是吸取了他们的经验教训,一步步走向成功的。

  “月宫一号”里大展“厨艺”

  “月宫一号”里,团队成员基本上要自给自足,成员们发挥想象和动手能力,大展厨艺。

  “月宫种植也有学问。我们总共种植了35种植物,收获之后就要马上再次播种,保证生长周期内各个状态的连续性,也保证光合作用吸收二氧化碳呼出氧气的稳定性与持续性。”伊志豪介绍,舱内的蔬菜、水果从播种到收获,每一步都得到了精心照料。

  有了原料,团队成员便想尽法子做出不同的花样。这一批志愿者来自不同的省份,大家便有了尝试各地不同美食的机会。中秋节的时候,他们还用彩色马铃薯做了各种点心,自主研发的“月宫蛋糕”“月宫月饼”“月宫什锦”不仅走出了舱门,而且通过媒体的报道,受到了很多人的关注。

  因为专业的关系,伊志豪经常和各种虫子打交道,对黄粉虫也比较了解。因此,伊志豪“发明”了黄粉虫两种不同的吃法。“一种是和面包混在一起,完全看不到虫子的吃法,另外一种就是经典的炸制吃法。”伊志豪介绍,在太空实验中,黄粉虫也有许多重要的辅助作用,它不仅能提供优质的动物蛋白,还可以以系统中植物的秸秆、蔬菜老叶等为食,成为系统废物处理的环节之一。

  “慢节奏月宫”里的生活气息

  “‘月宫一号’分为两个植物舱和一个综合舱,我们生活在综合舱,当我们感到压抑时,我们就会去两个植物舱走走散心。我比较喜欢听一些与历史有关的书或是百家讲坛。当然,我们也有负责心理健康的人员,时不时进行通话,聊的也是十分轻松的话题。”相对于外面世界的快节奏,“月宫”里似乎更有生活的气息,在科研和工作之余,拥有一方自己的小天地。

  “8位志愿者分为2组,交替入舱,第一班60天,第二班200天,第三班110天,我们想通过这样的换班实验来检测不同的人对系统的冲击力。”伊志豪介绍,第二班就是他所在班次。他们的时长打破了此前由俄罗斯创造的同类系统中驻留180天的世界纪录。

  “这是我们的一个尝试,我相信我的团队,团队也相信我们几个被选拔出来的志愿者。特别是一想到自己浑身上下的数据(代谢、睡眠、情绪、行为以及各项生理指标)被记录下来,可以为祖国航天事业提供数据参考,便激动不已。”

  伊志豪表示,此次出舱时间比原计划延迟了5天,是“故意”模拟的突发状况,且志愿者事先并不知情,主要是为研究突发状况下他们的心理状态提供更多的实验数据。

  “月宫”奇妙经历 收获颇丰

  “在舱内的200天里,我们体验了完全不同的生活方式,与此同时也是一段非常宝贵的科研经历。在密闭狭小的空间里生活,行动也受到很多因素的限制,因此,在性格上,相较以前也变得更加耐得住了,更有定力了。”伊志豪表示,科研、劳作、吃饭、娱乐,团队成员在200天里收获了真挚的友谊。倘若有类似的机会,如果还需要植物学方面的研究者,他是一定会报名的。“这样的经历真的十分奇妙,让人向往”。

[责任编辑:中庸]

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