5月15日，位于北京航空航天大学的“月宫一号”在完成370天的实验后再次打开舱门。持续了一年的“月宫365”实验由此画上了一个圆满的句号，标志着我国在生物再生生命保障技术领域，成功达到世界顶尖水平。

　　“月宫一号”是中国第一个、世界第三个生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统，它所使用的生物再生生命保障技术，是保障人类在月球、火星等地外星球长期生存所需关键技术。此次“月宫365”实验中，整个系统的闭合度超过了2014年105天的实验结果，达98%,为世界之最。

　　系统闭合度从97%到98%

　　4年前的2014年5月20日，北航团队在月宫一号中完成了中国首次长期多人高闭合度密闭实验。3个人105天，这次实验演示验证了所建立的系统设计方法和运行调控技术的可行性，在世界上首次成功实现了“人—植物—动物—微生物”四生物链环人工闭合生态系统，达到了97%，是当时世界上最高的系统闭合度。2014年的实验，实现了氧气和水的100%循环再生，循环再生了55%的食物。

　　随后，2016年“月宫一号”完成升级和扩建，共有3个舱室，总面积150平方米，总体积500立方米，植物种植面积120平方米。

　　本次“月宫365”实验于2017年5月10日启动。8名志愿者分批交替进入“月宫一号”，历时370天，成功完成世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。系统闭合度达98%,氧气和水100%在系统内循环再生，循环再生了80%的食物。

　　事实上，从上世纪60年代人类的载人航天事业刚起步时，科学家即认识到，如果载人航天的目标不只是近地轨道上的短期飞行，就必须依靠生物再生生命保障技术。这种技术，是利用绿色植物、微生物等生物组分来生产食物、处理废物，同时再生空气和水，力图创造工程控制技术和生物技术相结合的人工小型生态环境，实现在一定的密闭空间内人和生物之间氧气、水分和食物的循环再生利用，提高长期航天活动中水、氧和食物再生的闭合度，从而大大减少长期空间活动中的地面补给，并为航天员创造一个更为舒适和安全的生活环境。

　　“月宫一号”总设计师、首席科学家，北京航空航天大学教授刘红告诉记者，365+5天的“月宫365”实验，在世界上首次建立了系统长期稳定运行的生物调控技术，并通过实验过程中不同代谢水平的乘员组换班更替、停电及设备故障冲击等突发状况，验证了该技术的有效性；分析了不同工况下生物再生生命保障系统的稳定性，明确了影响生物再生生命保障系统可靠性的关键因素；发现了在幽闭空间中自然光制度变换对人的生物节律和情绪的影响规律；发明了模拟自然光变换，调节人体生物节律和情绪技术和设备；并建立了植物长期连续高效栽培技术、营养液长期循环利用净化和调配技术，等等。

　　“月宫365”实验，实现了闭合度和生物多样性更高的“人—植物—动物—微生物”四生物链环人工闭合生态系统的长期稳定循环运转，且保持了人员身心健康。对于人类实现在地外长期生存具有重要理论和实践意义。

　　为什么是365+5天？

　　此外，颇引人关注的是，名为“月宫365”的实验，为何实验天数却是365+5天？其实，这多出的5天，也是实验的一部分。据了解，在原定出舱日——2018年5月10日的前几天，舱内的志愿者才获悉，出舱日期推迟到5月15日。

　　在太空活动中，由于各种原因导致的宇航员不能按规定日期返回地面的情况有很多。“月宫365”正是希望利用地面试验的机会，模拟意外情况。在这推后的5天中，实验团队利用量表、心率和血压、脑电波测量仪器等测试志愿者，以积累相关数据。

　　刘红表示，下一步,团队将在总结分析试验结果的基础上，计划进行空间站、月球/火星探测器搭载的小型生物再生生命保障系统实验装置研制，争取在空间站、月球探测器和火星探测器的搭载实验机会，通过天地对比分析，获得矫正参数和模型，进一步为该项技术应用于太空奠定坚实基础。

　　“月宫”生活

　　“月宫一号”由1个综合舱和2个植物舱组成，总面积150平方米，总体积500立方米，目标实现4人所需的全部氧气和水、大部分的食物在系统内循环再生。它的综合舱包括居住间、人员交流和工作间、洗漱间、废物处理和昆虫间。每个植物舱分隔为2个植物间，可以根据不同植物生长需要独立控制环境条件。

　　本次“月宫365”实验，共有8名志愿者，分两组：

　　第一班：第一组4人，持续时间60天；第二班：第二组4人，持续时间200天；第三班：由第一组4人再次进入，持续105天，后延长至110天。

　　第二班舱内成员、北航2016级博士伊志豪记录道，“月宫一号”有固定的“月宫”食谱，常驻4人，仅150平方米的生存空间。而这其中大部分的面积给了植物与各种设备，人真正能活动的区域甚至连一半都不到。

　　“月宫365”计划的每一天都被事无巨细写在《工作手册》中，大部分时间都是规律和固定的。“志愿者每天只需按时浏览一下日程安排，就能明白当天的任务。”与此对应的是《记录手册》，既能记录舱内的工作与生活，又能转化数据用于辅助分析心理、生理与行为科学。

　　伊志豪记录道，科研方面，一周填3次问卷（每次两个），取样三次（唾液/尿/便）；每天测量体重、体温、血压与血氧饱和度等健康指标；此外还有植物与水取样工作。

　　而根据“月宫”的植物栽培制度（按照一定时间间隔分批种植），每隔几天就要重复一次从种到收的过程。如小麦，每周就要收获3次（每次2平方米小麦的收割、剪穗和播种）。伊志豪表示，作为舱Ⅰ的“掌舵人”，他负责着核心粮食作物小麦/土豆/胡萝卜/豆角/小葱的栽培与管理。

　　伊志豪记录道，小麦旁挂有“溯源本”，它记载着在该种植槽内小麦的各种生长情况：播种、幼苗三叶期、拔节期、分蘖期……直到成熟期。如果想了解某批次的生长情况或者是否出现过异常情况，都能在小麦“溯源本”迅速清晰地找到。这些与生长相关的科学数据，在志愿者分析结果或者某些现象时起着重要作用。

　　此外，几名志愿者也各有分工，比如每天处理尿液、每周对志愿者健康取样所用耗材分装成袋，且写上编号、每周循环营养液等等……

　　除了工作，在舱内也少不了休闲娱乐。志愿者的娱乐活动有下象棋、掷飞镖、看电视、骑健身单车等。

　　固废发酵产物种植的奶油生菜。

　　油莎豆。

　　黄粉虫。

　　■揭秘

　　“月宫”之宝

　　◎“魔豆”

　　大豆和油莎豆。这两种作物是“月宫”食物来源之一。黄豆的加工方式之一是打成豆浆；此外黄豆还会被磨成粉状，接下来可以多种形式加工食用，如和麦粉混合制作馒头、花卷等面食。油莎豆含有丰富的植物油，是舱内膳食中植物油的主要来源之一；将油莎豆磨成浆，用高压锅煲成粥是比较合适的加工方式。

　　◎黄粉虫

　　黄粉虫是一种国际上公认的安全的可食用的虫子，成虫含有高达60%的蛋白质，被誉为“蛋白质饲料宝库”，还含有磷、钾、铁等常量元素和多种微量元素。此外，黄粉虫还有两项工作：处理不可食植物、呼吸产生二氧化碳，为光合作用提供原料。

　　在月宫中，黄粉虫有两种食用方式：方法一：将黄粉虫放置于平底锅中炒至酥脆，然后与小麦一起粉碎至面粉中，发面蒸成馒头。方法二：用植物油炒熟直接食用。志愿者表示，油炒之后的黄粉虫味道与油炸蚂蚱和知了味道类似，香、嫩、酥、脆，余味微苦但香味回味悠长。

　　◎LED灯

　　在太空或者星球基地种植植物，由于没有办法保证充足的阳光照射，必须使用人造光源，而LED灯被认为是促进植物生长的最佳人造光源。月宫一号中所用的LED灯是智能的，其光强和光谱都可以根据植物的生长需求来调节，可以更好地保证植物的产量与营养。

　　本栏图片由受访者提供

　　●南方网驻京全媒体记者 王诗堃 策划统筹：张志超