“月宫一号”

曲婷婷

“嫦娥四号”的发射，是中国月球探测工程中的重要一步。而探月工程，是为载人登月做准备。虽然我们还没有登上月球，但我们的梦想更远，比如，月球基地。北京航空航天大学就自主设计了一个模拟月球基地——“月宫一号”。这是继美国和俄罗斯之后，世界上第三个生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统。今年“月宫一号”进行了一项旨在探索人类在地球之外长期生存状况的实验，8名志愿者分3个班次轮换，在这个密闭系统中共生存了370天。这就是原“月宫365”计划。

探索密闭生存系统

大家都知道，在太空中是没有氧气、水和食物的，而这些又是人类生存所不可缺少的。想要在太空，或者月球、火星上长期生存，若食物完全从地球携带过去，或者由地球定期补给，所费将十分昂贵，而且难以实现。最好的解决办法就是靠“生物再生”，即构建一个类似地球生物圈的小型生态系统——生物再生生命保障系统。这是未来火星、月球基地等载人深空探测项目所需的十大关键技术之一。对此，美国、俄罗斯等国都投入大量的人力、物力、财力，先后建立了不同类型的生物再生生命保障地面综合实验研究装置。已经投入实验且比较成功的有俄罗斯的“BIOS-3系统”和美国的“生物圈2号”。“月宫一号”也借鉴了这两个装置的经验。

密闭生存的挑战

在“月宫365”计划之前，最长的密闭系统生存纪录是由俄罗斯的“BIOS-3系统”创下的180天。生物再生生命保障系统又被称为“太空农场”，在“天宫一号”这个“太空农场”中，志愿者们是怎么生存的呢？

“月宫一号”由一个综合舱和两个植物舱组成，植物舱主要用来种植植物，而综合舱就是志愿者们交流、工作和生活的地方。在“月宫一号”中，运行着一个“人—植物—动物—微生物”的四生物链环人工闭合生态系统。也就是说，在这个“太空农场”里，除了有“太空农夫”外，还有植物、动物、微生物三类成员。大家各司其职，都发挥着不可或缺的作用。

植物可以提供食物，还能通过光合作用产生氧气。而植物中人类不吃的部分，比如蔬菜的根部和作物的秸秆，可以用来饲养动物，动物能够提供人体所需的蛋白质。那么人的排泄废物、厨余、生活垃圾又该怎么处理呢？这时候就该微生物登场了！

微生物可以分解这些废弃物中被固定的碳，使其变成二氧化碳进入到空气中，重新被植物利用进行光合作用。从尿液中回收的水和氮元素，加上衛生废水，都可以用于灌溉植物。这样就形成了一个物质的闭合循环。此次“月宫365”计划栽培筛选出了5种粮食作物、15种蔬菜作物和一种水果。

“月宫一号”里又饲养了什么动物呢？是一种国际上公认的安全可食用的虫子——黄粉虫，它的蛋白质含量高达60%，还含有磷、钾、铁等元素和多种微量元素。而炒黄粉虫就成了一道美味又营养丰富的“太空菜”。

“月宫一号”里的微生物不仅可以用来降解废物，有的还充当着系统保护者的角色，比如有的植物抗病微生物可以帮助植物抵抗病害，人体的肠道益生菌群可以帮助人消化。但也存在有害的微生物，比如有一些微生物寄居在舱室关键设备上腐蚀材料，影响系统正常运转。还有的微生物在环境发生改变时可能变为致病菌。因此，“月宫一号”要定期检测，清除有害的微生物。

就这样，“太空农场”里的四类成员完成了固体物质循环、气体循环和水循环，从而实现了氧气、水、食物可再生的目标，保障了志愿者们“衣食无忧”。

另外，这个系统离不开光。地球上的植物通过阳光来获取能量，“月宫一号”里植物则通过LED光源来获取光能。总之，有了这个“太空农场”，以后前往月球、火星的人们，就不用再像《火星救援》中的马克那样，艰难地种土豆了。

探索与科普

“月宫 365”计划对志愿者进行的长时间密闭生存实验所获得的人体生理和心理数据，以及实验中的调控措施和技术，将会为未来的星球基地探索活动提供重要的技术支撑。未来，科学家们将会通过天地对比分析，获得矫正参数和模型，更好地将这一实验结果应用于太空探索事业。

对我们普通人来说，“月宫一号”更是值得关注，因为它作为科普基地，是向大众开放的！

目前“月宫一号”仅支持电子邮件预约，预约邮箱：lunarpalace@163.com。怎么样，你想不想去咱们的月球基地体验一下呢？