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今天上午，北京航空航天大學(xué)校園內(nèi)，神秘的“月宮一號(hào)”艙門(mén)再次打開(kāi)，當(dāng)4位志愿者拿著親手種植的大豆、小麥、胡蘿卜、西紅柿和草莓，微笑著現(xiàn)身，四位院士共同為他們開(kāi)門(mén)，大廳里響起如潮的掌聲。

志愿者邁出艙門(mén)的一小步，是“月宮一號(hào)”一大步，這標(biāo)志著為期370天的“月宮365”實(shí)驗(yàn)正式結(jié)束，由此創(chuàng)下世界上時(shí)間最長(zhǎng)、閉合度最高的密閉生存實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄。

出艙：四院士迎接四志愿者

“月宮365”實(shí)驗(yàn)，于2017年5月10日開(kāi)始，至2018年5月15日出艙，共歷時(shí)370天。實(shí)驗(yàn)志愿者共有8名，分兩組，設(shè)置三班。

第一組值第一班，持續(xù)時(shí)間60天；
第二組值第二班，持續(xù)時(shí)間200天；
第一組再值第三班，持續(xù)時(shí)間由預(yù)先的105天延長(zhǎng)至110天。

第一組志愿者為劉慧（艦長(zhǎng)）、劉佃磊、胡靜斐、高寒4人，第二組志愿者為劉光輝（艦長(zhǎng)）、伊志豪、褚正佩、王偉4人。此次出艙為第一組4名志愿者，他們先后在“月宮”駐留170天，今天的順利出艙標(biāo)志著“月宮365”實(shí)驗(yàn)圓滿成功。

本次出艙時(shí)間比原來(lái)延遲五天，是“故意”模擬的突發(fā)狀況，艙內(nèi)志愿者事先并不知情，意在觀察志愿者心理狀態(tài)。

為了迎接四位年輕人，北航請(qǐng)出了四位重量級(jí)科學(xué)家，“神舟”號(hào)飛船總設(shè)計(jì)師、中國(guó)工程院院士戚發(fā)軔，人機(jī)與環(huán)境工程專家、中國(guó)工程院院士王浚，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能專家、中國(guó)工程院院士趙沁平和中國(guó)科學(xué)院院士房建成共同為他們開(kāi)啟艙門(mén)。

出艙后，這8名志愿者還被授予“北航馮如杯科學(xué)探索特別奉獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

志愿者代表劉慧表示，通過(guò)實(shí)驗(yàn)大家收獲了第一手科研數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)、特殊的情誼和豐富的生活技能，接下來(lái)還要將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)形成研究成果，為實(shí)驗(yàn)畫(huà)上圓滿句號(hào)。

上圖就是月宮一號(hào)的示意圖，這座看起來(lái)很酷炫的實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)由植物、動(dòng)物、微生物組成的人工閉合生態(tài)系統(tǒng)，人類生活所必需的物質(zhì)，如氧氣、水和食物，可以在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生，為人類提供類似地球生態(tài)環(huán)境的生命保障。

成果：創(chuàng)閉合度和駐留時(shí)間雙紀(jì)錄

“月宮365”實(shí)驗(yàn)，共歷時(shí)370天，是世界上時(shí)間最長(zhǎng)、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，其主要任務(wù)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)為不同代謝水平的乘員組提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定。

“月宮一號(hào)”總設(shè)計(jì)師、“月宮365”實(shí)驗(yàn)首席科學(xué)家劉紅教授劉宏透露，“月宮365”實(shí)驗(yàn)在世界上首次建立了系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的生物調(diào)控技術(shù)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不同代謝水平的乘員組換班更替、停電及設(shè)備故障沖擊等突發(fā)狀況驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性。實(shí)驗(yàn)還分析了不同工況下生物再生生命保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，明確了影響生物再生生命保障系統(tǒng)的可靠性的關(guān)鍵因素。此外，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)了在幽閉空間中自然光制度變換對(duì)人的生物節(jié)律和情緒的影響規(guī)律, 發(fā)明了模擬自然光變換調(diào)節(jié)人體生物節(jié)律和情緒技術(shù)和設(shè)備，并建立了植物長(zhǎng)期連續(xù)高效栽培技術(shù)、營(yíng)養(yǎng)液長(zhǎng)期循環(huán)利用凈化和調(diào)配技術(shù)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，她如是評(píng)價(jià)，“月宮365”實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了閉合度和生物多樣性更高的“人-植物-動(dòng)物-微生物”四生物鏈環(huán)人工閉合生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且保持了人員身心健康。在她看來(lái)，“月宮”這一小步，對(duì)于人類實(shí)現(xiàn)在地外長(zhǎng)期生存而言，是具有重要理論和實(shí)踐意義的一大步。

展望：將研制“迷你月宮”爭(zhēng)取搭載

提及今后動(dòng)向，劉紅透露，團(tuán)隊(duì)將在總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，研制可在空間站、月球、火星探測(cè)器上搭載的小型生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，爭(zhēng)取搭載機(jī)會(huì)；繼而通過(guò)天地對(duì)比分析，獲得矯正參數(shù)和模型，進(jìn)一步為該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于太空奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)?！霸聦m365”長(zhǎng)時(shí)間的密閉生存實(shí)驗(yàn)獲得的生理和心理數(shù)據(jù)，以及研究建立的調(diào)控措施和技術(shù)，將為未來(lái)的星球基地探索活動(dòng)人員的健康保障提供重要依據(jù)和技術(shù)支撐。

細(xì)說(shuō)月宮這一年

“月宮365”三大實(shí)驗(yàn)

1、關(guān)窗實(shí)驗(yàn)

在正常生活中，人們可以通過(guò)日升日落等光的節(jié)律變化來(lái)感知時(shí)間，由此安排作息，形成生物鐘。

“月宮一號(hào)”研究團(tuán)隊(duì)為志愿者設(shè)計(jì)了關(guān)窗實(shí)驗(yàn)，即將窗戶貼膜，從物質(zhì)和感知上都讓艙內(nèi)志愿者與外界自然界隔絕，艙內(nèi)只有照明設(shè)備，艙內(nèi)人感受不到外界時(shí)令和太陽(yáng)光的變化。期間，志愿者的身高、體重、體脂率呼吸氧耗、心率等體格指數(shù)一一被記錄下來(lái)，研究人員還利用情緒軟件、生物標(biāo)志物觀察心理狀況。

劉紅透露，團(tuán)隊(duì)將發(fā)表論文，后續(xù)會(huì)研發(fā)相應(yīng)的技術(shù)和產(chǎn)品，用于地下、水下和地球外等特殊環(huán)境中幫助人們調(diào)節(jié)心理、情緒和生物節(jié)律等。

北京航空航天大學(xué)“月宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)室。

2、斷電實(shí)驗(yàn)

據(jù)了解，實(shí)驗(yàn)期間，“月宮”經(jīng)歷了幾次意外斷電，當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有受到影響，志愿者的應(yīng)急處理、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)等都被收集起來(lái)。劉紅透露，實(shí)驗(yàn)期間還人為模擬一些機(jī)電故障和停電狀況，以測(cè)試整個(gè)生命保障系統(tǒng)的耐沖擊能力。

3、延期實(shí)驗(yàn)

“月宮365”，即365天實(shí)驗(yàn)，四位志愿者滿心期待著5月10日結(jié)束實(shí)驗(yàn)，回歸“地球”。但如果把實(shí)驗(yàn)延長(zhǎng)，他們會(huì)有啥反應(yīng)？

這個(gè)實(shí)驗(yàn)很早就有預(yù)謀，但劉紅他們直到4月份才告訴志愿者，“就是想看看他們每個(gè)人會(huì)有不同反應(yīng)?！蓖瑫r(shí)，研究人員利用量表，心率、血壓、腦電波測(cè)量?jī)x器等來(lái)測(cè)試志愿者反應(yīng)。

“月宮一號(hào)”艙外懸掛五星紅旗。

“月宮”中那些“神器”

“月宮一號(hào)”艙內(nèi)約150㎡，綜合艙居住面積約42㎡，4人居住，6室1廳，含4間臥室、1個(gè)洗漱間、1個(gè)固廢間和1個(gè)集客廳、工作間、廚房、餐廳多功能一體的交流間。艙內(nèi)還有兩個(gè)大“植物園”，植物艙I和植物艙II，占地約100㎡，帶儲(chǔ)藏室。除了這些固定設(shè)施，“月宮”里還有一些深藏不露的神器哦！

1、黃粉蟲(chóng)

細(xì)長(zhǎng)的黃粉蟲(chóng)是“月宮”里的一大明星，它的主要任務(wù)是為志愿者提供蛋白質(zhì)。它能長(zhǎng)到2.5厘米，營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，油炸后如薯?xiàng)l般可口，磨碎后還可夾在面包里佐餐。

1968年，黃粉蟲(chóng)就隨著前蘇聯(lián)的太空飛船登上太空?，F(xiàn)在，國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)始接受昆蟲(chóng)作為未來(lái)的可持續(xù)食品源以及太空中宇航員的蛋白食物源。

2、光源

“月宮”內(nèi)部光環(huán)境有講究。工作區(qū)和休息區(qū)照明采用LED光源。植物艙設(shè)計(jì)了利于植物生長(zhǎng)的特殊光源，工作人員光下操作時(shí)佩戴防護(hù)眼鏡，避免部分光譜對(duì)人眼產(chǎn)生的不利刺激。綜合艙設(shè)計(jì)了光纖導(dǎo)光器，可提供科學(xué)的動(dòng)態(tài)照明環(huán)境，并且去除了對(duì)人體有害的部分紫外與紅外光譜，提供了促進(jìn)維生素D合成的中波紫外光以及促進(jìn)人體血液循環(huán)和新陳代謝的近紅外光。

“月宮一號(hào)”探究出的科學(xué)照明方案，可為載人航天提供參考，未來(lái)相關(guān)成果還可應(yīng)用于深海長(zhǎng)航，地下和水下設(shè)施，大型客機(jī)，長(zhǎng)期不見(jiàn)太陽(yáng)光的地下室，無(wú)窗的生活、工作和娛樂(lè)場(chǎng)所，北方地區(qū)的冬季等場(chǎng)景。

“月宮365”志愿者合影以及宣誓

3、小麥

月宮種植也有學(xué)問(wèn)。植物艙Ⅰ的小麥主要栽培于三層植物架上，栽培面積共為60㎡，分30批。這些小麥?zhǔn)前凑找欢〞r(shí)間間隔分批種植。由于種植的時(shí)間和狀態(tài)不同，小麥的光合作用速率也不一樣。因此，每次小麥?zhǔn)斋@之后就要馬上再次播種，保證生長(zhǎng)周期內(nèi)各個(gè)狀態(tài)的連續(xù)性，也保證光合作用吸收二氧化碳呼出氧氣的穩(wěn)定性與持續(xù)性。

4、健身單車(chē)

在空間站或者月球基地等微重力環(huán)境下，人體的肌肉系統(tǒng)與骨骼系統(tǒng)會(huì)發(fā)生一些變化，最典型的表現(xiàn)就是腿部肌肉萎縮以及骨質(zhì)疏松。“月宮365”實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是針對(duì)載人月球基地及火星探測(cè)等航天計(jì)劃而開(kāi)展的綜合性實(shí)驗(yàn)，與真正的航天任務(wù)有很大的相似性。志愿者們?cè)谂搩?nèi)活動(dòng)范圍有限，對(duì)下肢的鍛煉較少，他們可通過(guò)騎行單車(chē)來(lái)對(duì)抗腿部肌肉與骨質(zhì)的流失。

單車(chē)還承擔(dān)另一項(xiàng)重任，測(cè)定志愿者呼吸狀態(tài)。通過(guò)測(cè)試志愿者們?cè)诓煌枘嵯买T行的呼吸狀態(tài)，可以更精確與定量化地描述代謝水平與身體健康狀態(tài)，這對(duì)載人航天生命保障技術(shù)研究具有重要意義。

8張圖帶你定格月宮370天

2017年5月10日

“月宮365”實(shí)驗(yàn)正式啟動(dòng)，8名志愿者分兩組、三個(gè)班次接替入艙，計(jì)劃在艙內(nèi)連續(xù)生存365天。

2017年7月9日

結(jié)束60天與“世”隔絕的獨(dú)特體驗(yàn)之后，“月宮365”計(jì)劃首批志愿者出艙，接替上崗的第二組4名志愿者計(jì)劃在“月宮一號(hào)”內(nèi)連續(xù)生存200天。

2017年12月18日

世界頂尖科學(xué)雜志之一的英國(guó)《自然》雜志，在其官網(wǎng)上發(fā)布了2017年最佳科學(xué)圖片，共計(jì)14幅。其中“月宮一號(hào)”入選。

2018年1月26日

第二組4名志愿者在“月宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙中連續(xù)駐留200天，打破此前由俄羅斯科研人員創(chuàng)造的在生物再生生命保障系統(tǒng)中連續(xù)駐留180天的世界紀(jì)錄。兩組志愿者交班，第一組志愿者入艙接棒剩下的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。