在面积仅百余平方米的“月宫一号”密闭舱中生活105天后，今天上午，“舰长”谢倍珍和乘员董琛、王敏娟微笑着开舱“出宫”。至此，他们在“月宫一号”内进行的为期105天的科学试验获得圆满成功。这一重要科学试验的成果，将为我国未来构建月球、火星基地，进行更长时间、更远距离的太空探索，奠定坚实的基础。

　　现场

　　上午10点18分，在众人的掌声中。“月宫一号”的舱门缓缓开启。谢倍珍、王敏娟和董琛先后走出舱门。一脸微笑的他们一出舱门就向大家送上了“礼物”。那是他们的劳动成果，一包包蔬菜和粮食，里面有毛豆、胡萝卜、生菜、空心菜、玉米、小麦……引来现场观众的欢呼。

　　“PM2.5比外面低多了”

　　上午9点，记者来到“月宫一号”的舱室所在地。站在舱外看，椭圆形的舱室长约10米，高约5米。植物舱、生活舱通过舱门与外界完全隔离。记者透过植物舱和生活舱的玻璃看到，三位志愿者生活在一片充满“田园气息”的环境里。厨房里是浅色的木制桌椅。植物舱内更是如同一片花园，葱绿的麦苗，架子上一层层的各种蔬菜开出了小花儿。

　　记者隔着玻璃询问志愿者，在里面生活感觉怎样？王敏娟笑着对记者说，舱里的空气可好了，“PM2.5比外面低多了。”

　　每天冷凝300升水三人用有富余

　　刘红教授告诉记者，“月宫一号”舱内组建了一个完整的生态系统。无论是小麦这样的粮食，还是菠菜、马齿苋、生菜这样的蔬菜以及人的日常生活，都会通过蒸发产生冷凝水。这些冷凝水通过一定的技术回收，可以收到300升冷凝水。“三名航天员一天用水只需要大约75升，因此还有富余。”

　　刘红表示，今年2月3日“月宫一号”封舱时，舱内共有各类用水2.5吨，“后面的日子就靠这些水以及循环水开始生活了。”

　　“月宫”10年耗资2000万

　　不少人都认为，只要涉及“探月”、“空间技术”就是花钱的项目，经费动辄几十亿、上百亿元。不过刘红教授告诉记者，这个项目自2004年启动至今，总花费仅约2000万元。

　　刘红说，整个“月宫一号”项目不仅是对于载人航天有重要的意义。其中的多项技术更可以投入民用，造福广大百姓。比如在舱内，利用微生物燃料电池技术进行污水净化处理，这项技术应用在污水处理厂，可以有效强化现有的除磷除氮工艺，“目前我们已经和清河污水处理厂开展这方面的研究合作。”刘红说，此外舱内采用的立体植物无土栽培技术，在农业生产中也有非常好的应用前景。

　　揭秘

　　“月宫一号”是什么？

　　“月宫一号”是类似地球生物圈的小型生态系统，是北航生物与医学工程学院刘红教授带领团队，集成10年来的研究成果，构建的我国第一个、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。

　　为什么要建“月宫一号”？这是人类长时间、远距离太空探索的必须。宇航员要离开地球，在遥远的太空中生存，离不开氧气、水和食物。我国“神舟”系列飞船、国际空间站，通常会携带全部物资，或通过物理化学方式再生氧气和水，而宇航员吃的食物只能一次性携带充足，不能再生。然而，如果人类在未来进行更长时间、更远距离的太空探索，例如构建月球、火星基地，由于路途遥远，食物完全通过携带储存供给，或进行地面定期补给将变得十分昂贵且很难实现。

　　有效的解决办法就是依靠“生物再生”的方式，在月球、火星基地，或是飞向火星的飞船中，构建一个类似地球生物圈的小型生态系统。科学家们把这样一个小型生态系统称为“生物再生生命保障系统”。它通过构建由植物、动物、微生物组成的人工生态系统，人类生活所必需物质在系统内循环再生，为人类提供类似地球生态环境的生命保障。

　　在这样一个系统真正飞向太空之前，需要在地面构建一个一模一样的系统，进行一系列集成试验研究，为将来人类真正在太空居住提供保障，北航“月宫一号”就是这样一个模拟生态系统。

　　内设如何？

　　“月宫一号”分两期建设，目前建成的是一期。一期包含了一个植物舱(60平方米，三层立体栽培，种植面积69平方米)和一个综合舱(42平方米)，总体积约300立方米，可以为3位志愿者提供生命保障。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。植物舱分隔为两个植物间，可以根据不同植物生长需要独立控制环境条件。

　　二期建成后，“月宫一号”将由1个综合舱和2个植物舱组成，总面积160平方米，总体积500立方米，可满足4人更高闭合度的生命保障需求。

　　怎么运作？

　　在“月宫一号”中试验的志愿者，收获粮食、蔬菜、水果和黄粉虫在系统中自己进行加工并食用，而不可食用生物量(如秸秆)与人的粪及食物残渣等废物一起采用所研发的生物技术处理制备类土壤基质循环用于植物栽培。

　　综合舱中人、动物和废物处理产生的富二氧化碳空气经过净化后送达植物舱，供植物光合作用；植物舱产生的富氧空气经空气净化后送到综合舱供人和动物呼吸，并提供废物处理所需氧气。植物舱中植物蒸腾作用产生的冷凝水通过净化后，一部分由系统补充微量元素后送到综合舱满足人的生活用水，其余与净化后的生活废水和尿液一起用于植物栽培。由此，形成一个闭环回路生命保障系统。

　　生产什么？

　　在“月宫一号”首次长期高闭合度集成试验中，在植物舱中完全人工控制的环境下，栽培生产5种粮食作物(小麦、大豆、花生、油莎豆、玉米)，15种蔬菜作物(胡萝卜、豇豆、四季豆、紫叶油菜、紫叶生菜、奶油生菜、油麦菜、茼蒿、马齿苋、苋菜等)，1种水果(草莓)。

　　利用植物不可食生物量(发酵处理秸秆)培养黄粉虫，为人提供部分动物蛋白。

　　有何成果？

　　在本次长期多人高闭合度集成试验中，实现了在系统内循环再生100%的氧气和水、55%的食物，“月宫一号”实验系统的总闭合度达到了97%。

　　通过本次试验，初步建立了系统中物质动态平衡调控技术、共生植物优化配置与动植物高效培养技术以及废物的高效循环利用技术。发现了新的气体平衡调控方法；发现了空气中二氧化碳浓度变化对植物暗呼吸、光合以及人的呼吸的影响量化规律；明确了生物再生生命保障系统今后的研究发展方向。

　　日记