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探秘“月宫”生活: 200天密闭实验 犹如“世外桃源”
2018-02-01 08:00:08 来源: 广州日报
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  原标题:“月宫”生活: 200天密闭实验全记录

  打破此前180天的世界纪录 空间的隔离犹如“世外桃源”

  1月26日上午,北航“月宫一号”实验室,“月宫365”实验举行第二次换班仪式。自去年7月9日第一次换班以来,第二组4名志愿者刘光辉、伊志豪、褚正佩、王伟已在“月宫一号”实验舱中连续驻留了200天,打破了此前由俄罗斯科研人员创造的在生物再生生命保障系统中连续驻留180天的世界纪录。“月宫一号”的系统闭合度与运行时间也达到国际最高水平。

  当天下午5时,“月宫365”实验第二组志愿者正式“出舱”。由于“舱”外的温度比“舱”内低,已经有些咳嗽的“月宫一号”总设计师、首席科学家刘红教授,忙不迭地戴上了口罩,然后用手机告诉“舱”内的志愿者一定要把毛衣穿上,穿暖和点。

  记者随后采访了多位进入“月宫一号”的志愿者,他们回顾了在“天上宫阙”的点点滴滴。

  “月宫365”实验从2017年5月10日开始,将于2018年5月10日结束,成为世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。实验进展被海内外多家主流媒体报道,引起全球关注。2017年12月18日,世界顶尖科学杂志之一的《自然》在其官网上发布了2017年最佳科学图片,“月宫一号”入选。

  志愿者褚正佩在舱内工作。

  回到“地球”

  “小仙女要回归‘凡尘’了。”第二组志愿者之一的褚正佩在出舱的前几天,就在朋友圈宣告着自己的回归。她是第二组进入“月宫一号”的四名志愿者之一,他们在“月宫一号”实验舱中连续驻留了200天,打破了此前由俄罗斯科研人员创造的在生物再生生命保障系统中连续驻留180天的世界纪录。

  2018年1月26日下午,褚正佩和其他三位志愿者一起,从“月宫”中回到“凡尘”,创造了这一项世界纪录。

  “重新回到地球还是很开心的。”褚正佩告诉记者,兴奋之余也会感到一些不舍。她解释说,因为毕竟在“那边”生活了200天,也产生了一些留恋之情。

  在出舱之后,她和其他三名志愿者一起,被送往了北航校医院进行隔离观察。体征良好的他们,对“地球”的生活则有些“恍如隔世”。

  在出舱后的第二天,褚正佩觉得还是有些“不真实”的感觉。“当天听起床后到师兄叫我们起床的敲门声,还会觉得像在‘月宫’中一样,师兄做好了早餐,叫我们来吃早餐了。”她笑着说,当然,回到了“地球”的她,已经吃不到师兄一早做好的“月宫”早餐了。“所以,还是有些怀念在舱中的那段时光。”

  作为师兄兼第二组“舰长”的刘光辉则告诉记者,在出舱后感觉还是挺不错的,“身体、心理等方面都比较正常”。

  此次进舱的第一组志愿者“舰长”刘慧则向记者介绍说,进入到“月宫一号”之后,每天的日程都是固定的,有着相应的科研任务,必须要当天完成“这些硬性指标可能会压力大一些”,她说,“进舱”其实是一项科研工作,自己感觉挺好的。

 

  换班当日,两组志愿者在舱内会合。

  初入“月宫”

  200多天之前,第二组志愿者们“进舱”时的感觉则更加“记忆犹新”。

  刘光辉形容说,“200天的密闭实验,既激动万分又略微感伤,既斗志昂扬又略微紧张。”在出舱之后,再回想当时的感觉,他说,当时最大的一个感受,就是“兴奋”。

  同样兴奋的褚正佩则告诉记者,“进舱”的第一天,并没有感觉到紧张,她解释说,由于此前曾进行过“进舱”前的各种技能的培训和学习,已经具备了一定的技能基础,真正到了实验开始时,则是有种“跃跃欲试”的感觉。

  她将“月宫一号”形容为北京学院路“最高端学区房”,既能避开大北京的酷暑,又能避开间歇性的暴雨。“想来大家应该是羡慕的吧!”

  她说,实验即生活,又高于生活。“因为我们是在进行一项伟大的科学实验,所有的操作必须规范。我们有固定的生物节律,科学的饮食搭配,衣食住行都有统一要求,我们不能在实验期间的任何一天睡一个懒觉。而且没有周末,不分寒暑。”

  她介绍说,他们作为实验操作者,也同样是实验对象。“我们需要对自身取样,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,我们每个人都是强大的数据库,从内到外都是数据基础。我们作为实验对象要做的,就是保持最佳的身体状态,呈现最真实的自己。”

  实验室工作人员实时监控舱内情况。

  与世隔绝

  至于“月宫”与“地球”的最大区别,是“与世隔绝”,褚正佩则称之为“空间的隔离”。

  她继续说,由于空间的隔离,在200天的时间里,能够真正“面对面”的就只有四个人。她认为,这样的生活少了许多人与人之间的交际,生活也就变得简单起来。

  尽管空间上“与世隔绝”,但并不意味着他们真的“被隔离”了。

  “里面是可以上网的,他们会看网上的新闻,也会追一些热片。”“月宫一号”总设计师、首席科学家刘红教授向记者说,因此,这种“与世隔绝”仅仅是空间上的,他们并不会因为信息不同而不知“今夕是何年”。

  “喂,闺女,你怎么穿那么少,家里前两天下雪了,可冷了,你多穿点衣服啊,别冻着了。”

  “妈,您忘了,我之前跟您说过的,月宫一号舱里面温度是控制好的,我在里面不冷,您别担心。”

  褚正佩说,这样的对话自入冬以来已经发生过几次,沉浸在密闭舱实验中的她,并没有感受到北方寒冬的来临。“只有在跟家人视频聊天的时候,我才能体会到以往每年此时都会经历的寒冬。”

  据了解,在第二组志愿者进入“月宫一号”的200天实验中,主要增加了健康方面的实验。实验将研究人在长期幽闭环境中心理、肠道微生物和人情绪变化等。“因此在这200天中,我们每时每刻都在进行着实验,我们在舱里的一言一行、表情动作甚至于呼吸睡眠都要采集大量的数据。”褚正佩说。

  三次断电

  “200天的实验期间,我们遇到了三次非设计的意外断电。”刘红教授介绍说,其中有两次是市政方面的电路调整导致的,另一次则是配电箱出现了故障。

  她告诉记者,虽然是意外断电,不是主动设计的,但它也是一个事件,实验人员会采集舱内人员在断电时心理变化的数据,得到相关的分析数据。“断电时间比较短的虽只有半个小时,但我们也采集了许多数据。”

  “第一次停电时,应该是半夜快休息的时候。”刘光辉回忆说,一停电,整个舱都黑了,尽管没有慌张,但是心里还是有一些紧张的。他告诉记者,此前他们也曾进行过“意外断电”应急处理的培训,因此,在断电之后,他就对整个舱内的电路进行了排查,发现并不是舱内的线路出现了问题,后来得知是因市政电路调整检修导致断电。“我们进行了一些处理就休息了。”

  “感觉不是很紧张。”褚正佩介绍说,三次断电都是在半夜快要休息的时候,没有在工作的时间,所以,对于断电可以以正常的心态去面对。

  “月宫365”计划也全程监测乘员的心理状况。

  “你最近焦虑吗?”第二组志愿者之一王伟说:“焦虑啊,同年级的都在找工作,实验时间刚好错过了秋招和国考。”

  “最近有什么烦恼吗?”第二组志愿者“舰长”刘光辉说:“最近睡眠不太好,尿液处理装置出了点问题,刚维修好,夜里要不定时观察。”

  准备入舱换班的一组志愿者入舱前宣誓。

  远离都市

  《西游记》有云“天上一日,地下一年”,褚正佩说,他们在舱内的生活也颇有这种感觉。

  “他们非常忙碌,每天从早上7时起床,到晚上11时睡觉,要做哪些事情都是有详细的规定的。”刘红教授介绍说,因此,舱外的人可能会觉得两百天很久,但对于舱内的人来说,觉得时间过得很快。

  她说,志愿者在里面生活工作会非常丰富,要做栽培、取样,还要对各种状况进行处理,既要获得自己生活的所需,也同样要获得许多数据,非常忙碌。

  褚正佩回忆说,舱里的工作像是生活在陶渊明文章中的“桃花源”。她说,远离了都市快节奏的生活,也远离了尘世的风雨雷电。“四人各有分工,但每到饭点都会聚集起来。从种子到粮食蔬菜,到磨面、采摘,和面、炒菜都亲手操作,仿佛回到了原生态的生活,自给自足,绿色健康。”

  她觉得:“早上尽管感受不到阳光照到身上的温度,但走到植物舱,和满室的绿色打个招呼,感受着植物的朝气蓬勃,这一点点缺憾也就消弭殆尽了。”

  中午,他们会拿着两个盆子走进这片专属菜园,摘几片新鲜的叶菜,剪几个辣椒、黄瓜,摘两大把小番茄,各自称出质量,记录在案。

  晚上,四人围坐在桌前,吸溜一口热气腾腾的黄豆肉汤,夹一筷子辣椒炒肉,咬一口松软的馒头,抬头看看笔记本电脑里播着的《深海利剑》。

  她说,从刚进舱时的跃跃欲试,不断磨合到得心应手,这种感觉,让她想起了刚得到一辆属于自己的自行车的那一天。

  志愿者刘光辉(前)出舱时挥手致意。

  特别春节

  尽管已经出舱,但是第二组志愿者也同样和参与此次实验的教师与学生一样,陪着舱内的第一组志愿者一起过年。“所有实验人员都要同甘共苦。”

  今年过年,刘红教授同样要坚守在“月宫一号”舱外,和舱内的志愿者一起过年。

  “无论是在舱里还是在舱外,无论是教师还是学生,都会在这个实验室坚守。”她说,虽然在舱外可能会更有条件,过年也可以更丰富。但她还是要求所有舱外的教师和学生,坚持和舱内的人员一样,没有更多的娱乐活动。

  已经出舱的褚正佩和刘光辉,则对能够在北京过这样一个“不一样”的春节,充满了期待。“虽然不能回家过年了,但是同样能够通过网络给家人送去春节的祝福。”

  “每年都在家过年,今年在北京过年还是感觉很新奇的。”褚正佩说。

  “在200天里,不但自己做了月饼,而且还自制了表情包。”褚正佩说,自己面临的挑战是需独立管理植物Ⅱ舱。而之前她没有这样的经历,舱内的全部工作,包括植物、灯、水循环等都要自己来做,通过一点点熟悉,遇到困难自己想办法解决,或寻求师兄师姐的帮助,她觉得“收获了许多难忘的经历”。

  她说,在舱内的200天里学会了很多。“做科研一定要坚持,耐得住寂寞。”她说,日复一日做同一件事,很好地磨练了自己的耐心,同时锻炼了自己的专业技能,收获了受益终身的经历。

  对于“舰长”刘光辉来说,他则是感受到了一种“责任感”,“不管在什么时候做什么事情,都必须要有责任感”。

  “月宫一号”总设计师刘红。

  对话

  “月宫一号”总设计师刘红:

  实验未来为地外基地提供生命保障技术

  “月宫365”实验,从2017年5月10日开始,到2018年5月10日结束,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。

  目前,实验已完成了70%。开展“月宫365”实验的目的是什么?实验中遇到了哪些困难?“月宫一号”中的志愿者如何栽培?

  对此,记者对话了北京航空航天大学“月宫一号”总设计师刘红教授,听她讲述“月宫365”实验的细节。

  水和氧气百分百循环再生

  广州日报:实验的总体设计是什么?

  刘红:总体设计就是一共有8名志愿者,我们把他们分成了两组,每组四人,两男两女,然后设置了三班,第一班值班的时间是60天,2017年7月9日,第二组志愿者进舱,进行交接后,第一组志愿者出舱;第二组志愿者值了200天,在2018年1月26日出舱,第一组志愿者进入;第一组再次进入舱内值105天。这样三班合计共365天。

  在这365天中,我们完成了相当于从低代谢水平到高代谢水平,高代谢水平到低代谢水平的成员组更替,来演示验证我建立的系统稳定运行调控技术是否可行,如何进一步的发展。这是我们的实验核心,因此我们才会有这样的设计。

  针对这个实验,我们此前做了许多其他的实验,比如研究这个系统从开始到结束的微生物的发展演替,过程如何,有何规律。这些都会为今后太空的活动提供非常重要的基础数据。在实验中还研究他们的心理变化,以及哪些措施和技术可以有效改善心理状况等。

  广州日报:实验的目的是什么?

  刘红:目的在于明晰在不同代谢水平的乘员组合变换、超高负荷冲击、遭遇故障等情况下,生物再生生命保障系统的鲁棒性,进一步验证和完善我们建立的系统长期稳定运行调控技术,并建立该生物系统的可靠性评价方法体系。同时开展在幽闭环境中绿色植物与光协同调控乘员情绪和心理的方法和技术研究、肠道微生物与心理健康的关系研究等。

  今后能够用于月球、火星等地外基地、度假村,为其提供生命保障技术,保障人在地外长期自治生存。

  目前能做到,水可以100%循环再生,氧气100%循环再生,食物80%循环再生,总体闭合度可以达到98%。“月宫一号”空间基地生物再生生命保障系统地基综合实验装置,是世界上第一个成功的四生物链环的人工闭合生态系统(人——植物——动物——微生物),系统的闭合度和稳定性高于之前的俄罗斯和美国的同类系统,而此前俄罗斯和美国的系统均为“人——植物”的两生物链环系统。

  将进行天地对比实验

  广州日报:实验遇到的困难有哪些?

  刘红:困难肯定很多。无论是技术上的,还是志愿者心理上的,都非常多。当实验遇到了一些困难时,他们在心理上就会有一些波动,然后大家就需要一起来解决这方面的问题。还有一些设想的实验,不能够达到预期的,也需要进行调整。类似于这方面的问题都需要进行研究和解决。

  广州日报:这个舱和真实的太空环境有什么不同?

  刘红:真实的太空环境与实验环境有些差异。比如月球上的重力与地球会有所差异,辐射环境要比地球高。我们不可能在地面完全模拟在太空中或月球中的环境,这么大的一个系统,也不可能完全模拟辐射的环境。

  所以,我们在地面上做了这样大系统的实验,接下来我们就会做小的系统,小型生物再生生命保障系统,一套在地面上,另一套则是搭载在月球探测器或火星探测器上,进行天地的对比实验,通过分析获得矫正参数,用这个矫正参数来取得大系统获得的参数,从而将这些实验获得的参数用于太空基地生命保障系统的设计和运行。

  吃草莓是为调节心情

  广州日报:“月宫一号”中有多少植物?

  刘红:现在有35种作物。核心的就是小麦和土豆,芋头就很少了,这些都是提供碳水化合物的。除此之外,还有大豆提供植物性蛋白的,油莎豆是提供植物性油的,当然还会有别的,但是核心的、大量的就是这些。

  此外,就是种植了一些蔬菜,茄子、辣椒、西红柿、豆角、黄瓜等,还有许多绿叶菜。另外还有草莓等水果,是为了给志愿者调整心情,食物中的各种维生素都有,但是吃草莓的感觉和吃黄瓜的感觉,肯定是不一样的。

  广州日报:舱内的植物会如何进行栽培保障食用?

  刘红:我们叫阶梯半连续栽培。这个实验有一个启动期,在启动期里我们会一批批地栽培。小麦的成熟期是70天,那么每周我们会种三批,到第一批可以收的时候,才会开始做这个密闭实验。密闭了之后,就会每周收三批,种三批,以此类推。这样就能够循环起来,所有的作物都是这个样子,只不过时间有差异。

  小麦的种子我们收获之后,再进行一些处理,然后再栽培,是可以循环使用的。有些种子很稀有,在舱内做育种并不经济。(记者 张丹)

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【纠错】 责任编辑: 聂晨静
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