人类何时去月球建立基地,甚至移居外星?
中国科学家正在为实现这个梦想做准备。
2月3日至5月20日,在北京航空航天大学一座貌似太空舱的实验装置中,三名年轻的研究人员在密闭的环境中生活了105天。
他们在这个装置中,呼吸着与地球不太一样的空气,喝循环净化水,吃自己培育出来的粮食、蔬菜、水果,还有虫子,不见阳光,做许多科学实验,跟家人和朋友通过网络、电话交流,日子充实而寂寞。
5月20日,“月宫一号”舰长谢倍珍(中)、乘员王敏娟(右)、董琛(左)出舱前在植物舱内合影。当日,北京航空航天大学研制的月球基地生命保障人工闭合生态系统地基实验装置“月宫一号”完成我国首次长期多人密闭试验。三位乘员在“月宫一号”内进行了105天的科学试验后成功出舱。 “月宫一号”是我国建立的第一个、世界上第三个生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统,对保障我国载人登月、月球基地及火星探测等航天计划的顺利进行、保障航天员生命安全和生活质量具有重大意义。 “月宫一号”由1个综合舱和2个植物舱组成,总面积160平方米,总体积500立方米。综合舱包括居住间、人员交流和工作间、洗漱间、废物处理和昆虫间。每个植物舱分隔为2个植物间,可根据不同植物生长需要独立控制环境条件。“月宫一号”是能与地球媲美的“微型生物圈”,可实现航天员在远离地球的太空长期生活的目标。新华社记者公磊摄
不是地球复制品 “月宫一号”与著名的“生物圈二号”是不同类型的实验。 “以模拟地球生态系统为目的的‘生物圈二号’是失败的,我们不去重复。”刘红说。“我们决不是要复制一个地球。地球生态系统经过几十亿年自然形成,所有生物都是平等的。虽然人自认高贵,但对于地球生态系统来说,人和狗其实没区别。” “但在我们制造的这个系统中,人就是主宰者,一切都是围绕人来服务的,人吃什么才种什么,根据人对营养、氧气、水的需求,来筛选各种植物、动物、微生物。通过严格的计算,把它们设计到一起。在系统运转时,还会发生一些偏移,所以要人工调控,保证系统的运转。” 尽管美俄欧一直在开展相关的关键单元技术研究,但近年来没有开展过大型系统实验。 “很多国家政府认为去外星建立基地还是很遥远的事,没有急于在这方面给予大的投入。但实际上这样一个系统很复杂,里面每一种生物都很复杂,要将这么多生物变成一个生态系统,就越发的复杂,所以需要很长时间不断实验,才能成熟并用到太空中。”这项研究的首席科学家、总设计师刘红说。
与月球生活的差距 “月宫一号”里的105天与真正的月球生活,差距主要由月球的六分之一重力造成。未来月球基地的工作人员要适应低重力环境下的活动。 此外,月球上还有辐射问题。比地球高的辐射计量加上低重力,这些变化会导致生物系统发生什么变化,现在科学家还不清楚。 “要弄清这些问题,必须做搭载实验,我们建议有关部门提供这样的搭载机会。我们会构建两个一模一样、迷你的‘月宫一号’系统,一个搭载到月球探测器上,一个在地面上。将搭载的数据与地面的数据做比对分析就可以得到一个矫正参数,用以矫正大系统,这样就可以把地面大系统实验数据用到月球上了。”刘红说。 本次实验105天,是为了满足生物系统实验的重复性要求。在这个连续运行的系统中,主要粮食作物小麦的生长周期是70天。研究人员每隔7天种植并收获一批小麦。
“在封闭舱门前,有70天的启动阶段,把生物机器造出来。实验人员进舱时收获第一批小麦,然后又种上一批,这样105天可以收15批小麦,其中有5批是在封舱后种的,保证了实验的重复性。”刘红说。 此外,小麦不仅供给主要的粮食,也供给主要的氧气。105天舱内的所有氧气可以循环再生约3次。 这次实验的目的是验证之前理论方法技术,收获比预期好。 当然,刘红说,“也发现一些问题,这是下一步要研究改进的。实验是否成功是看系统运转的时间能否更长。更长时间的实验可以发现更多问题,或者说系统如果能运转很长都没有问题,就说明这个系统成熟了,可以真正放心用到太空。”
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