“月宮”生活大揭秘

2018年5月15日，隨著“月宮一號(hào)”艙門緩緩開(kāi)啟，四位志愿者走出艙門，標(biāo)志著在“月宮一號(hào)”里進(jìn)行的“月宮365”實(shí)驗(yàn)獲得圓滿成功?！霸聦m一號(hào)”是我國(guó)第一個(gè)、世界上第三個(gè)生物再生綜合密閉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它的生物鏈?zhǔn)怯伞叭恕獎(jiǎng)游铩参铩⑸铩睒?gòu)成的。

在“月宮一號(hào)”里進(jìn)行的“月宮365”實(shí)驗(yàn)，是針對(duì)未來(lái)的載人月球基地和火星探測(cè)等航天計(jì)劃而開(kāi)展的，主要任務(wù)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)如何為不同代謝水平的乘員提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定。

“月宮一號(hào)”到底都有哪些秘密呢？我們一起去了解一下吧！

什么是“月宮一號(hào)”

“月宮一號(hào)”由一個(gè)綜合艙和兩個(gè)植物艙組成，總面積160平方米，總體積500立方米。綜合艙包括居住間、工作間、洗漱間、廢物處理間和昆蟲(chóng)間。每個(gè)植物艙被分隔成兩個(gè)植物間，可根據(jù)不同植物的生長(zhǎng)需要來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)境。

一號(hào)植物艙主要種植主食類作物，包括小麥、土豆等。二號(hào)植物艙種植蔬菜，有黃瓜、西紅柿、辣椒等。

一號(hào)植物艙整個(gè)艙體都貼有單面透膜，從里面看不到外部世界;而二號(hào)植物艙的懸窗沒(méi)有貼膜，里外通透。種植的植物種類，在選擇上，一方面要考慮營(yíng)養(yǎng)需求，根據(jù)營(yíng)養(yǎng)搭配;另一方面要生產(chǎn)效率高，栽培工藝簡(jiǎn)單。

揭秘一：

如何實(shí)現(xiàn)水、氣循環(huán)

“月宮一號(hào)”系統(tǒng)閉合程度可達(dá)98%，艙內(nèi)的水可實(shí)現(xiàn)100%循環(huán)再生。通過(guò)廢水凈化、水汽冷凝等措施產(chǎn)生的水，分別用于配置營(yíng)養(yǎng)液、供艙內(nèi)人員飲用等。

100%的水循環(huán)是如何實(shí)現(xiàn)的呢？通過(guò)廢水凈化系統(tǒng)，對(duì)人產(chǎn)生的廢水包括尿液、生活廢水等進(jìn)行凈化處理后，用于配置營(yíng)養(yǎng)液，栽培植物。植物蒸發(fā)以及人的呼吸會(huì)產(chǎn)生水汽，利用冷凝水收集系統(tǒng)收集這些水汽，集中進(jìn)行凈化，凈化后的水供人飲用、洗漱、洗衣服等。

100%的空氣循環(huán)又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？我們知道，植物吸收二氧化碳、釋放氧氣，而人和動(dòng)物以及大部分微生物則是消耗氧氣、產(chǎn)生二氧化碳。艙內(nèi)有一套空氣循環(huán)系統(tǒng)，植物艙產(chǎn)生的富含氧氣的空氣會(huì)被輸送到綜合艙，綜合艙產(chǎn)生的含有大量二氧化碳的空氣會(huì)經(jīng)過(guò)凈化后輸送到植物艙，由此來(lái)進(jìn)行空氣循環(huán)。

液體和氣體廢物解決完了，那么固體廢物怎么處理呢？艙內(nèi)設(shè)置了廢物處理間，是處理固體廢物的場(chǎng)所。固體廢物主要包括人類排泄物及廚余垃圾等，操作員在廢物處理間利用生物轉(zhuǎn)化劑對(duì)固體廢物進(jìn)行處理。

揭秘二：

在“月宮一號(hào)”里如何生活

2017年5月10日，“月宮365”實(shí)驗(yàn)計(jì)劃啟動(dòng)，實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)達(dá)365天，艙內(nèi)志愿者共八名，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105天。

三個(gè)時(shí)間段長(zhǎng)度分別為中期、超長(zhǎng)期、長(zhǎng)期，對(duì)心理是很大的考驗(yàn)。志愿者一開(kāi)始進(jìn)去時(shí)感覺(jué)很新鮮，過(guò)一段時(shí)間心情會(huì)變得煩躁。后來(lái)，這365天的挑戰(zhàn)新增了一個(gè)“意外加班”實(shí)驗(yàn)，延期5天，以考察志愿者的心理變化情況。2018年4月底的時(shí)候，研究人員通知志愿者實(shí)驗(yàn)要延長(zhǎng)5天，想借這個(gè)意外加班分析艙內(nèi)志愿者的心理變化、反應(yīng)。這個(gè)意外加班是為航天員在地面外出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不能按時(shí)返航而設(shè)計(jì)的。

志愿者每天在艙內(nèi)會(huì)進(jìn)行哪些活動(dòng)呢？其實(shí)，他們的日程安排得非常滿，每天早晨6點(diǎn)30分起床、晚上11點(diǎn)睡覺(jué)。每人每天還要測(cè)量和記錄體重、體溫、血壓與血氧飽和度等健康指標(biāo)。

志愿者在艙內(nèi)也有娛樂(lè)活動(dòng)。從晚上6點(diǎn)開(kāi)始，志愿者開(kāi)始做飯、吃飯、聊天，可以上網(wǎng)看新聞，了解國(guó)家大事，也會(huì)追一些熱門影視劇，外面發(fā)生的事情通過(guò)網(wǎng)絡(luò)也都能知道。

志愿者在艙內(nèi)吃的東西是從哪里來(lái)的呢？實(shí)驗(yàn)中，志愿者80%的食物由艙內(nèi)生產(chǎn)，還有20%是油鹽糖及部分肉類等，來(lái)自外界補(bǔ)充。

在志愿者的食物里有一種黃粉蟲(chóng)。黃粉蟲(chóng)又叫面包蟲(chóng)，具有營(yíng)養(yǎng)豐富、可處理部分廢棄物、容易培養(yǎng)、食用安全且味道鮮美等特點(diǎn)。所以在實(shí)驗(yàn)艙里，黃粉蟲(chóng)既能為志愿者提供豐富的蛋白質(zhì)，又能降解艙內(nèi)部分廢棄物，加速物質(zhì)循環(huán)。

“月宮一號(hào)”系統(tǒng)在封閉程度和時(shí)間長(zhǎng)度方面已經(jīng)非常領(lǐng)先了，但實(shí)驗(yàn)是在地面上做的，也就是在地球的重力環(huán)境下進(jìn)行的，而在其他星球上，如重力只有地球六分之一的月球，以及失重環(huán)境下如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還是科學(xué)家下一步要攻克的難題。