“月宫一号”牛在哪

    月球，作为地球的近邻，自古以来便是人们的关注焦点。在我国传统神话故事中，人们想象月球上有宫殿，称其为“月宫”“蟾宫”。这些古代人民浪漫瑰丽的想象，今天正逐渐成为现实。“月宫一号”作为我国首个、世界第三个生物再生生命保障系统地基综合实验装置，以及世界首个成功的四生物链环人工闭合生态系统，将为我国的载人航天工程与探月工程，提供重要支撑。

    当然，大家一定对“生物再生生命保障系统”以及“四生物链环”这两个词感到陌生。我们知道，生命保障是载人航天的一项关键技术。宇航员离开地球，在遥远的太空中生存，离不开空气、水和食物。然而，目前的载人飞行器和空间站中，所采用的生命保障系统为携带式或物理化学再生式，其往往需要在一定周期内对物料进行补充，以维持生命保障系统的正常运行。而人类在未来进行深空探测，构建月球、火星基地，由于距离遥远，运输成本极高，因此需要“生物再生生命保障系统”。其利用生物技术，原位循环再生人类生存所需的氧气、水和食物，通过系统内循环的方式，减少外部物料输入，提高系统闭合程度，降低运营成本。

    在正式进行火星、月球基地建设之前，需要建立地基综合实验验证系统进行技术验证。前面我们提到，我国是世界上除俄罗斯与美国外，第三个建立此类系统的国家。从结果上来说，中国、俄罗斯、美国的系统都获得了成功，但是从技术上来说，我国的技术显然要更高。原因就在于，俄美所采取的技术，都是由人-植物组成的“两生物链环系统”，而我国采取的是由人-植物-动物-微生物组成的“四生物链环系统”。

    一个生态系统中，物种数越多，其稳定性就越强，当然这也意味着技术复杂度也越高。美国和日本曾经尝试过四生物链环系统，但都以失败告终。而“月宫一号”在2013年建成，并于2014年成功进行3人105天的长期密闭实验，系统闭合度达到了97%，循环再生了100%的氧气和水，55%的食物。这标志着我国的生物再生生命保障技术已经达到了世界领先水平。

    当然，对于该项技术的研究探索步伐不会就此停止。经过三年的研究和发展，就在2017年5月10日，“月宫一号”开始了新的征程——进行长达一年的长期密闭实验。这个被称为“月宫365”的实验让两组共八名志愿者进入“月宫一号”中生活。在2017年7月9日，一组四名志愿者在入驻60日后，与二组四名志愿者换班；而在2018年1月26日，二组志愿者结束其200天的舱内居住生涯，与一组志愿者再次换班。在两次换班的过程中，“月宫一号”内部在较长时间内有八人进驻。在这种人数增加一倍，二氧化碳产生量增加近乎一倍的状况下，空气循环系统经受住了考验，这也证明了“月宫一号”这一四生物链环系统的稳定性。

    而二组志愿者200天的连续驻留时长，也打破了由俄罗斯科研人员创造的连续驻留180天的世界纪录。同时，“月宫365”实验也自此进入冲刺期，一组志愿者们将完成最后105天的实验。2018年5月，如果实验最终成功完成，将刷新人工闭合生态系统的连续运行时长纪录，在人类航天事业的长卷中，留下一笔壮丽的“中国红”。

    （作者：姚智恺，系“月宫一号”团队成员、北京航空航天大学研究生）