月宮一號無人實驗:艙室實現循環再生氧氣和水月宮一號無人實驗_新浪新聞

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  揭秘“月宮一號”無人實驗

  為獲得更精確數據志願者出艙後植物唱主角為期10天月底清艙未來再增一個植物艙

  “月宮一號”的3名志願者出艙後,目前正進行為期10天的無人實驗,繼續培育艙內植物。在沒有人擾動的情況下,科研人員可獲得更精確的實驗數據。據瞭解,“月宮一號”將於5月31日清艙。

  探訪無人實驗植物當主角

  昨天下午,記者來到北京航空航天大學內,“月宮一號”的所在地。這是由1個綜合艙和1個植物艙組成的密閉艙室。在此前的有人實驗中,3名志願者主要在綜合艙活動,這裡設有居住間、人員交流和工作間、洗漱間、廢物處理和昆蟲間。

  3名志願者於5月20日出艙後,“月宮一號”還要進行為期10天的無人實驗。實驗的主角,也換成瞭艙內的各種植物。記者註意到,植物艙被分隔為2個植物間。透過艙壁上的觀察窗,能看到艙內擺著的架子上,種滿瞭糧食作物和蔬菜。

  在有人實驗中,植物艙中的植物由人工培育。3名志願者栽培瞭5種糧食作物(小麥、大豆、花生、油莎豆、玉米),15種蔬菜作物(胡蘿卜、豇豆、四季豆、茼蒿、莧菜等),1種水果(草莓)。

  這些植物除瞭供志願者食用外,還能凈化含有二氧化碳的空氣,產生富含氧氣的空氣。而且植物會通過蒸騰蒸發產生冷凝水,利用一定的回收技術,“月宮一號”每天可收集300升冷凝水。

  在滿足3名志願者使用之外,還有富餘,用於栽培植物。

  揭秘玉米和花生不吃做實驗

  “月宮一號”總設計師、首席科學傢、北航生物與醫學工程學院教授劉紅介紹,小植物間內種植瞭玉米、大豆、花生和小白菜等植物。“這些植物晚上都是要睡覺的,不然它們不開花。”

  小植物間內的溫度,一直保持在25℃左右。並且要通過開關LED燈,來模擬白天和夜晚。“它們的生長需要光周期,也就是要不停地開燈、關燈,當然是自動控制的。”

  雖然艙內培育瞭多種糧食、蔬菜和水果,“但不全是給人吃的”。劉紅提到,這些植物分為生產型和存儲實驗型。前者專供志願者食用,後者如玉米和花生是不能吃的,隻能用來做實驗。

  “以花生為例,我們要分析它的營養成分,對品種進行篩選,為以後的實驗做好準備。”劉紅表示,未來可能會把花生作為艙內人員的主要糧食,用來替換油莎豆,為人體提供植物性脂肪。

  在大艙內,主要種植著小麥、草莓和一些蔬菜。該類植物生長,需要長時間的陽光照射。因此艙內的LED燈是不需要關閉的,溫度也維持在22℃上下。“在學生的鼓動下,我嘗瞭大艙內的兩顆草莓,酸甜的味道特別濃。”劉紅笑著說。

  照顧植物進艙前先滅菌

  雖然“月宮一號”目前進行的是無人實驗,但科研人員仍要在每天上、下午,分兩次進入植物艙,對植物進行日常的維護。“給植物供給營養液,收獲已經成熟的作物。”劉紅說,還要監控植物的生理指標,如用光合儀檢測植物的光合作用。

  無人實驗的維護工作,由劉紅研究團隊的5名志願者完成,他們輪流進入植物艙,對植物做維護。志願者邵玲智介紹,他們入艙前先要在第一更衣室內換上幹凈的鞋子,到風淋室用潔凈的空氣沖洗全身,再到第二更衣室穿上包裹全身的無菌服。完成這些復雜的程序後,才能進入“月宮一號”的艙內。

  “艙內的空氣特別清新,還有成熟麥子的麥香味兒。”她說,收獲著自己親手種下的作物,這種感覺既奇妙又令人欣喜。為瞭保證系統的穩定,目前“月宮一號”的植物艙內,還是按有人實驗時的制度栽培植物。也就是每7天栽種、收獲一批作物,這樣能保證艙內氣體的均勻。

  對話設備全升級再增一個植物艙

  法制晚報(以下簡稱“FW”):3名志願者出艙後,為什麼還要做10天的無人實驗?

  劉紅:之前的有人實驗中,人會擾動艙內環境。以二氧化碳濃度為例,人走到哪裡,二氧化碳的濃度就會隨之升高。目前進行的無人實驗,少瞭人的擾動後,我們可獲得更精確的實驗數據。

  FW:無人實驗何時結束,之後怎麼處理艙內植物?

  劉紅:“月宮一號”將於5月31日清艙,到時會把艙內植物全部搬出來。

  其中部分植物會在艙外進行試驗檢測,植物的不可食部分可用來做成類土壤基質,用來栽培植物。

  FW:已經出艙的3名志願者,目前身體狀況如何?

  劉紅:他們出來兩天後,到北航校醫院做瞭全面檢查。結果顯示一切正常,有的人身體狀況比入艙前還好。比如進去之前有點高血脂,出來後指標反而正常瞭。艙內的飲食,都是科學訂制的食譜,裡面空氣的PM2.5指數是1。吃的健康,空氣又清新,身體能不好麼?

  FW:“月宮一號”一期實驗很成功,未來有什麼新的計劃?

  劉紅:有媒體報道,我們要再建一個植物艙,其實不隻這一項。一期實驗中發現瞭一些問題,因此還要對現有3個艙的設備,進行升級改造。光是硬件的花費,預計就要1500萬。初步計劃,今年先把新建植物艙的大結構弄出來。資金到位的話,最快明年上半年能建成。

  FW:為何要增加一個植物艙?

  劉紅:“月宮一號”現有2個艙室,實現瞭在系統內循環再生100%的氧氣和水,以及55%的食物,總閉合度達97%。但仍有3%的物質,需要從外界輸送進艙。我們想要將閉合度提高到99%,幾乎完全實現艙內的自給自足。還要再增加一名志願者入艙,並提高志願者在艙內的停留時間。

  現在1個植物艙內的種植面積是69平方米,平均到每名志願者身上是23平方米。增加一個植物艙後,種植面積會擴大,平均每個人是30平方米,供給能力會好得多。

  FW:實驗對志願者有什麼特殊要求嗎?

  劉紅:首先要有技術,志願者負責的工作,都是各自研究領域的課題。他們要有生產、實驗的技能,不是在艙裡隨便養幾個人。志願者還要有良好的耐力,忍得住寂寞。不能進去三天,就想要出來瞭。最重要的一點,是要熱愛這項工作。

  背景鏈接

  “月宮一號”是北京航空航天大學建立的,一種空間基地生命保障人工閉合生態系統地基綜合實驗裝置。它是一個密閉艙室系統,用於開展月球基地生命保障系統的地基試驗研究。

  “月宮一號”構建由植物、動物、微生物組成的人工閉合生態系統。人類生活所必需的物質,可以在系統內循環再生,為人類提供類似地球生態環境的生命保障。

  在實驗運行期間,“月宮一號”與外界不發生氣體交換。已建成的“月宮一號”一期,包含瞭一個植物艙(58平方米),和一個綜合艙(42平方米),可以為3位志願者提供生命保障。

  二期建成後,“月宮一號”將由1個綜合艙和2個植物艙組成。總面積160平方米,總體積500立方米,可滿足4個人更高閉合度的生命保障需求。

  文/記者張麗 攝/法制晚報記者林暉

  志願者每天兩次,入艙維護植物的生長

  科研人員在艙外,通過屏幕監控“月宮一號”內的情況

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