原標(biāo)題:“月宮”生活: 200天密閉實(shí)驗(yàn)全記錄
打破此前180天的世界紀(jì)錄 空間的隔離猶如“世外桃源”
1月26日上午,北航“月宮一號”實(shí)驗(yàn)室,“月宮365”實(shí)驗(yàn)舉行第二次換班儀式。自去年7月9日第一次換班以來,第二組4名志愿者劉光輝、伊志豪、褚正佩、王偉已在“月宮一號”實(shí)驗(yàn)艙中連續(xù)駐留了200天,打破了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。“月宮一號”的系統(tǒng)閉合度與運(yùn)行時(shí)間也達(dá)到國際最高水平。
當(dāng)天下午5時(shí),“月宮365”實(shí)驗(yàn)第二組志愿者正式“出艙”。由于“艙”外的溫度比“艙”內(nèi)低,已經(jīng)有些咳嗽的“月宮一號”總設(shè)計(jì)師、首席科學(xué)家劉紅教授,忙不迭地戴上了口罩,然后用手機(jī)告訴“艙”內(nèi)的志愿者一定要把毛衣穿上,穿暖和點(diǎn)。
記者隨后采訪了多位進(jìn)入“月宮一號”的志愿者,他們回顧了在“天上宮闕”的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。
“月宮365”實(shí)驗(yàn)從2017年5月10日開始,將于2018年5月10日結(jié)束,成為世界上時(shí)間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)展被海內(nèi)外多家主流媒體報(bào)道,引起全球關(guān)注。2017年12月18日,世界頂尖科學(xué)雜志之一的《自然》在其官網(wǎng)上發(fā)布了2017年最佳科學(xué)圖片,“月宮一號”入選。
志愿者褚正佩在艙內(nèi)工作。
“小仙女要回歸‘凡塵’了!钡诙M志愿者之一的褚正佩在出艙的前幾天,就在朋友圈宣告著自己的回歸。她是第二組進(jìn)入“月宮一號”的四名志愿者之一,他們在“月宮一號”實(shí)驗(yàn)艙中連續(xù)駐留了200天,打破了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。
2018年1月26日下午,褚正佩和其他三位志愿者一起,從“月宮”中回到“凡塵”,創(chuàng)造了這一項(xiàng)世界紀(jì)錄。
“重新回到地球還是很開心的!瘪艺甯嬖V記者,興奮之余也會感到一些不舍。她解釋說,因?yàn)楫吘乖凇澳沁叀鄙盍?00天,也產(chǎn)生了一些留戀之情。
在出艙之后,她和其他三名志愿者一起,被送往了北航校醫(yī)院進(jìn)行隔離觀察。體征良好的他們,對“地球”的生活則有些“恍如隔世”。
在出艙后的第二天,褚正佩覺得還是有些“不真實(shí)”的感覺。“當(dāng)天聽起床后到師兄叫我們起床的敲門聲,還會覺得像在‘月宮’中一樣,師兄做好了早餐,叫我們來吃早餐了!彼χf,當(dāng)然,回到了“地球”的她,已經(jīng)吃不到師兄一早做好的“月宮”早餐了。“所以,還是有些懷念在艙中的那段時(shí)光。”
作為師兄兼第二組“艦長”的劉光輝則告訴記者,在出艙后感覺還是挺不錯(cuò)的,“身體、心理等方面都比較正常”。
此次進(jìn)艙的第一組志愿者“艦長”劉慧則向記者介紹說,進(jìn)入到“月宮一號”之后,每天的日程都是固定的,有著相應(yīng)的科研任務(wù),必須要當(dāng)天完成“這些硬性指標(biāo)可能會壓力大一些”,她說,“進(jìn)艙”其實(shí)是一項(xiàng)科研工作,自己感覺挺好的。
換班當(dāng)日,兩組志愿者在艙內(nèi)會合。
200多天之前,第二組志愿者們“進(jìn)艙”時(shí)的感覺則更加“記憶猶新”。
劉光輝形容說,“200天的密閉實(shí)驗(yàn),既激動萬分又略微感傷,既斗志昂揚(yáng)又略微緊張!痹诔雠撝,再回想當(dāng)時(shí)的感覺,他說,當(dāng)時(shí)最大的一個(gè)感受,就是“興奮”。
同樣興奮的褚正佩則告訴記者,“進(jìn)艙”的第一天,并沒有感覺到緊張,她解釋說,由于此前曾進(jìn)行過“進(jìn)艙”前的各種技能的培訓(xùn)和學(xué)習(xí),已經(jīng)具備了一定的技能基礎(chǔ),真正到了實(shí)驗(yàn)開始時(shí),則是有種“躍躍欲試”的感覺。
她將“月宮一號”形容為北京學(xué)院路“最高端學(xué)區(qū)房”,既能避開大北京的酷暑,又能避開間歇性的暴雨!跋雭泶蠹覒(yīng)該是羨慕的吧!”
她說,實(shí)驗(yàn)即生活,又高于生活!耙?yàn)槲覀兪窃谶M(jìn)行一項(xiàng)偉大的科學(xué)實(shí)驗(yàn),所有的操作必須規(guī)范。我們有固定的生物節(jié)律,科學(xué)的飲食搭配,衣食住行都有統(tǒng)一要求,我們不能在實(shí)驗(yàn)期間的任何一天睡一個(gè)懶覺。而且沒有周末,不分寒暑!
她介紹說,他們作為實(shí)驗(yàn)操作者,也同樣是實(shí)驗(yàn)對象!拔覀冃枰獙ψ陨砣樱瑥念^發(fā)絲、鼻腔、唾液、指甲到尿液糞便,還要定期完成心理上和生理上的測量,我們每個(gè)人都是強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫,從內(nèi)到外都是數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。我們作為實(shí)驗(yàn)對象要做的,就是保持最佳的身體狀態(tài),呈現(xiàn)最真實(shí)的自己!
實(shí)驗(yàn)室工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控艙內(nèi)情況。
至于“月宮”與“地球”的最大區(qū)別,是“與世隔絕”,褚正佩則稱之為“空間的隔離”。
她繼續(xù)說,由于空間的隔離,在200天的時(shí)間里,能夠真正“面對面”的就只有四個(gè)人。她認(rèn)為,這樣的生活少了許多人與人之間的交際,生活也就變得簡單起來。
盡管空間上“與世隔絕”,但并不意味著他們真的“被隔離”了。
“里面是可以上網(wǎng)的,他們會看網(wǎng)上的新聞,也會追一些熱片!薄霸聦m一號”總設(shè)計(jì)師、首席科學(xué)家劉紅教授向記者說,因此,這種“與世隔絕”僅僅是空間上的,他們并不會因?yàn)樾畔⒉煌恢敖裣κ呛文辍薄?/p>
“喂,閨女,你怎么穿那么少,家里前兩天下雪了,可冷了,你多穿點(diǎn)衣服啊,別凍著了。”
“媽,您忘了,我之前跟您說過的,月宮一號艙里面溫度是控制好的,我在里面不冷,您別擔(dān)心!
褚正佩說,這樣的對話自入冬以來已經(jīng)發(fā)生過幾次,沉浸在密閉艙實(shí)驗(yàn)中的她,并沒有感受到北方寒冬的來臨。“只有在跟家人視頻聊天的時(shí)候,我才能體會到以往每年此時(shí)都會經(jīng)歷的寒冬!
據(jù)了解,在第二組志愿者進(jìn)入“月宮一號”的200天實(shí)驗(yàn)中,主要增加了健康方面的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)將研究人在長期幽閉環(huán)境中心理、腸道微生物和人情緒變化等。“因此在這200天中,我們每時(shí)每刻都在進(jìn)行著實(shí)驗(yàn),我們在艙里的一言一行、表情動作甚至于呼吸睡眠都要采集大量的數(shù)據(jù)!瘪艺逭f。
“200天的實(shí)驗(yàn)期間,我們遇到了三次非設(shè)計(jì)的意外斷電!眲⒓t教授介紹說,其中有兩次是市政方面的電路調(diào)整導(dǎo)致的,另一次則是配電箱出現(xiàn)了故障。
她告訴記者,雖然是意外斷電,不是主動設(shè)計(jì)的,但它也是一個(gè)事件,實(shí)驗(yàn)人員會采集艙內(nèi)人員在斷電時(shí)心理變化的數(shù)據(jù),得到相關(guān)的分析數(shù)據(jù)!皵嚯姇r(shí)間比較短的雖只有半個(gè)小時(shí),但我們也采集了許多數(shù)據(jù)!
“第一次停電時(shí),應(yīng)該是半夜快休息的時(shí)候!眲⒐廨x回憶說,一停電,整個(gè)艙都黑了,盡管沒有慌張,但是心里還是有一些緊張的。他告訴記者,此前他們也曾進(jìn)行過“意外斷電”應(yīng)急處理的培訓(xùn),因此,在斷電之后,他就對整個(gè)艙內(nèi)的電路進(jìn)行了排查,發(fā)現(xiàn)并不是艙內(nèi)的線路出現(xiàn)了問題,后來得知是因市政電路調(diào)整檢修導(dǎo)致斷電!拔覀冞M(jìn)行了一些處理就休息了!
“感覺不是很緊張!瘪艺褰榻B說,三次斷電都是在半夜快要休息的時(shí)候,沒有在工作的時(shí)間,所以,對于斷電可以以正常的心態(tài)去面對。
“月宮365”計(jì)劃也全程監(jiān)測乘員的心理狀況。
“你最近焦慮嗎?”第二組志愿者之一王偉說:“焦慮啊,同年級的都在找工作,實(shí)驗(yàn)時(shí)間剛好錯(cuò)過了秋招和國考!
“最近有什么煩惱嗎?”第二組志愿者“艦長”劉光輝說:“最近睡眠不太好,尿液處理裝置出了點(diǎn)問題,剛維修好,夜里要不定時(shí)觀察!
準(zhǔn)備入艙換班的一組志愿者入艙前宣誓。
《西游記》有云“天上一日,地下一年”,褚正佩說,他們在艙內(nèi)的生活也頗有這種感覺。
“他們非常忙碌,每天從早上7時(shí)起床,到晚上11時(shí)睡覺,要做哪些事情都是有詳細(xì)的規(guī)定的!眲⒓t教授介紹說,因此,艙外的人可能會覺得兩百天很久,但對于艙內(nèi)的人來說,覺得時(shí)間過得很快。
她說,志愿者在里面生活工作會非常豐富,要做栽培、取樣,還要對各種狀況進(jìn)行處理,既要獲得自己生活的所需,也同樣要獲得許多數(shù)據(jù),非常忙碌。
褚正佩回憶說,艙里的工作像是生活在陶淵明文章中的“桃花源”。她說,遠(yuǎn)離了都市快節(jié)奏的生活,也遠(yuǎn)離了塵世的風(fēng)雨雷電!八娜烁饔蟹止,但每到飯點(diǎn)都會聚集起來。從種子到糧食蔬菜,到磨面、采摘,和面、炒菜都親手操作,仿佛回到了原生態(tài)的生活,自給自足,綠色健康!
她覺得:“早上盡管感受不到陽光照到身上的溫度,但走到植物艙,和滿室的綠色打個(gè)招呼,感受著植物的朝氣蓬勃,這一點(diǎn)點(diǎn)缺憾也就消弭殆盡了。”
中午,他們會拿著兩個(gè)盆子走進(jìn)這片專屬菜園,摘幾片新鮮的葉菜,剪幾個(gè)辣椒、黃瓜,摘兩大把小番茄,各自稱出質(zhì)量,記錄在案。
晚上,四人圍坐在桌前,吸溜一口熱氣騰騰的黃豆肉湯,夾一筷子辣椒炒肉,咬一口松軟的饅頭,抬頭看看筆記本電腦里播著的《深海利劍》。
她說,從剛進(jìn)艙時(shí)的躍躍欲試,不斷磨合到得心應(yīng)手,這種感覺,讓她想起了剛得到一輛屬于自己的自行車的那一天。
志愿者劉光輝(前)出艙時(shí)揮手致意。
盡管已經(jīng)出艙,但是第二組志愿者也同樣和參與此次實(shí)驗(yàn)的教師與學(xué)生一樣,陪著艙內(nèi)的第一組志愿者一起過年。“所有實(shí)驗(yàn)人員都要同甘共苦!
今年過年,劉紅教授同樣要堅(jiān)守在“月宮一號”艙外,和艙內(nèi)的志愿者一起過年。
“無論是在艙里還是在艙外,無論是教師還是學(xué)生,都會在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)守!彼f,雖然在艙外可能會更有條件,過年也可以更豐富。但她還是要求所有艙外的教師和學(xué)生,堅(jiān)持和艙內(nèi)的人員一樣,沒有更多的娛樂活動。
已經(jīng)出艙的褚正佩和劉光輝,則對能夠在北京過這樣一個(gè)“不一樣”的春節(jié),充滿了期待!半m然不能回家過年了,但是同樣能夠通過網(wǎng)絡(luò)給家人送去春節(jié)的祝福!
“每年都在家過年,今年在北京過年還是感覺很新奇的。”褚正佩說。
“在200天里,不但自己做了月餅,而且還自制了表情包!瘪艺逭f,自己面臨的挑戰(zhàn)是需獨(dú)立管理植物Ⅱ艙。而之前她沒有這樣的經(jīng)歷,艙內(nèi)的全部工作,包括植物、燈、水循環(huán)等都要自己來做,通過一點(diǎn)點(diǎn)熟悉,遇到困難自己想辦法解決,或?qū)で髱熜謳熃愕膸椭,她覺得“收獲了許多難忘的經(jīng)歷”。
她說,在艙內(nèi)的200天里學(xué)會了很多。“做科研一定要堅(jiān)持,耐得住寂寞!彼f,日復(fù)一日做同一件事,很好地磨練了自己的耐心,同時(shí)鍛煉了自己的專業(yè)技能,收獲了受益終身的經(jīng)歷。
對于“艦長”劉光輝來說,他則是感受到了一種“責(zé)任感”,“不管在什么時(shí)候做什么事情,都必須要有責(zé)任感”。
“月宮一號”總設(shè)計(jì)師劉紅。
“月宮365”實(shí)驗(yàn),從2017年5月10日開始,到2018年5月10日結(jié)束,是世界上時(shí)間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
目前,實(shí)驗(yàn)已完成了70%。開展“月宮365”實(shí)驗(yàn)的目的是什么?實(shí)驗(yàn)中遇到了哪些困難?“月宮一號”中的志愿者如何栽培?
對此,記者對話了北京航空航天大學(xué)“月宮一號”總設(shè)計(jì)師劉紅教授,聽她講述“月宮365”實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)。
廣州日報(bào):實(shí)驗(yàn)的總體設(shè)計(jì)是什么?
劉紅:總體設(shè)計(jì)就是一共有8名志愿者,我們把他們分成了兩組,每組四人,兩男兩女,然后設(shè)置了三班,第一班值班的時(shí)間是60天,2017年7月9日,第二組志愿者進(jìn)艙,進(jìn)行交接后,第一組志愿者出艙;第二組志愿者值了200天,在2018年1月26日出艙,第一組志愿者進(jìn)入;第一組再次進(jìn)入艙內(nèi)值105天。這樣三班合計(jì)共365天。
在這365天中,我們完成了相當(dāng)于從低代謝水平到高代謝水平,高代謝水平到低代謝水平的成員組更替,來演示驗(yàn)證我建立的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)控技術(shù)是否可行,如何進(jìn)一步的發(fā)展。這是我們的實(shí)驗(yàn)核心,因此我們才會有這樣的設(shè)計(jì)。
針對這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們此前做了許多其他的實(shí)驗(yàn),比如研究這個(gè)系統(tǒng)從開始到結(jié)束的微生物的發(fā)展演替,過程如何,有何規(guī)律。這些都會為今后太空的活動提供非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)中還研究他們的心理變化,以及哪些措施和技術(shù)可以有效改善心理狀況等。
廣州日報(bào):實(shí)驗(yàn)的目的是什么?
劉紅:目的在于明晰在不同代謝水平的乘員組合變換、超高負(fù)荷沖擊、遭遇故障等情況下,生物再生生命保障系統(tǒng)的魯棒性,進(jìn)一步驗(yàn)證和完善我們建立的系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)控技術(shù),并建立該生物系統(tǒng)的可靠性評價(jià)方法體系。同時(shí)開展在幽閉環(huán)境中綠色植物與光協(xié)同調(diào)控乘員情緒和心理的方法和技術(shù)研究、腸道微生物與心理健康的關(guān)系研究等。
今后能夠用于月球、火星等地外基地、度假村,為其提供生命保障技術(shù),保障人在地外長期自治生存。
目前能做到,水可以100%循環(huán)再生,氧氣100%循環(huán)再生,食物80%循環(huán)再生,總體閉合度可以達(dá)到98%!霸聦m一號”空間基地生物再生生命保障系統(tǒng)地基綜合實(shí)驗(yàn)裝置,是世界上第一個(gè)成功的四生物鏈環(huán)的人工閉合生態(tài)系統(tǒng)(人——植物——?jiǎng)游铩⑸铮到y(tǒng)的閉合度和穩(wěn)定性高于之前的俄羅斯和美國的同類系統(tǒng),而此前俄羅斯和美國的系統(tǒng)均為“人——植物”的兩生物鏈環(huán)系統(tǒng)。
廣州日報(bào):實(shí)驗(yàn)遇到的困難有哪些?
劉紅:困難肯定很多。無論是技術(shù)上的,還是志愿者心理上的,都非常多。當(dāng)實(shí)驗(yàn)遇到了一些困難時(shí),他們在心理上就會有一些波動,然后大家就需要一起來解決這方面的問題。還有一些設(shè)想的實(shí)驗(yàn),不能夠達(dá)到預(yù)期的,也需要進(jìn)行調(diào)整。類似于這方面的問題都需要進(jìn)行研究和解決。
廣州日報(bào):這個(gè)艙和真實(shí)的太空環(huán)境有什么不同?
劉紅:真實(shí)的太空環(huán)境與實(shí)驗(yàn)環(huán)境有些差異。比如月球上的重力與地球會有所差異,輻射環(huán)境要比地球高。我們不可能在地面完全模擬在太空中或月球中的環(huán)境,這么大的一個(gè)系統(tǒng),也不可能完全模擬輻射的環(huán)境。
所以,我們在地面上做了這樣大系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),接下來我們就會做小的系統(tǒng),小型生物再生生命保障系統(tǒng),一套在地面上,另一套則是搭載在月球探測器或火星探測器上,進(jìn)行天地的對比實(shí)驗(yàn),通過分析獲得矯正參數(shù),用這個(gè)矯正參數(shù)來取得大系統(tǒng)獲得的參數(shù),從而將這些實(shí)驗(yàn)獲得的參數(shù)用于太空基地生命保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。
廣州日報(bào):“月宮一號”中有多少植物?
劉紅:現(xiàn)在有35種作物。核心的就是小麥和土豆,芋頭就很少了,這些都是提供碳水化合物的。除此之外,還有大豆提供植物性蛋白的,油莎豆是提供植物性油的,當(dāng)然還會有別的,但是核心的、大量的就是這些。
此外,就是種植了一些蔬菜,茄子、辣椒、西紅柿、豆角、黃瓜等,還有許多綠葉菜。另外還有草莓等水果,是為了給志愿者調(diào)整心情,食物中的各種維生素都有,但是吃草莓的感覺和吃黃瓜的感覺,肯定是不一樣的。
廣州日報(bào):艙內(nèi)的植物會如何進(jìn)行栽培保障食用?
劉紅:我們叫階梯半連續(xù)栽培。這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)啟動期,在啟動期里我們會一批批地栽培。小麥的成熟期是70天,那么每周我們會種三批,到第一批可以收的時(shí)候,才會開始做這個(gè)密閉實(shí)驗(yàn)。密閉了之后,就會每周收三批,種三批,以此類推。這樣就能夠循環(huán)起來,所有的作物都是這個(gè)樣子,只不過時(shí)間有差異。
小麥的種子我們收獲之后,再進(jìn)行一些處理,然后再栽培,是可以循環(huán)使用的。有些種子很稀有,在艙內(nèi)做育種并不經(jīng)濟(jì)。(記者 張丹)