仰望星空，在“大罐子”里测试人类如何摆脱“摇篮”

宇航员能在远离地球的太空中长寿吗？中国“月宫一号”科研团队已经奋斗了14年，力争在相关研究方面达到世界领先水平

实验志愿者正在植物舱收集植物(摄于2017年7月18日)。由我们的记者刘靖宇拍摄

2017年底，最受关注的事件之一是中国科学家潘剑伟入选英国《自然》杂志2017年十大人物。然而，很少有人注意到，在2017年《自然》杂志的最佳科学图片中也有中国科学家:在一张名为“隔离区”的照片中，一名志愿者正在一个充满植物的实验舱里做实验，透过一扇紫色的圆形密封窗户。这张照片是由“月宫一号”研究小组拍摄的。

“从明天开始，我关心食物和蔬菜。我有一所面向月亮的房子，有温暖的春天的花朵。”这不是海子的歌词，而是“月宫一号”团队每天都需要极其严格对待的科学实验——“月宫365”计划，即在三个完全密封的圆柱形“大锅”中生活365天。“月宫一号”是中国第一个也是世界第三个生物再生生命支持基础综合封闭实验系统，也是世界上第一个成功的四生物链接系统。

为了这次实验，“月宫一号”的研究团队已经努力了14年，从“无人相信”到“成功运作”，最终将中国的“闭环生物再生生命支持”技术提升到世界一流水平。

迷恋——有梦想的人是幸福的。

“太空之父”齐奥尔科夫斯基曾经说过:“地球是人类的摇篮，但人类不能永远束缚在摇篮里。”“闭环生物再生生命支持系统‘月宫1号’是一个可与地球相媲美的‘微型生物圈’，可以实现宇航员在远离地球的太空中生活的长期目标。”“月宫一号”首席科学家刘宏说。

这是当今世界上最先进的闭环生命支持技术，也是未来载人深空探测(如月球和火星基地)所需的十大关键技术之一。在这个鲜为人知的领域进行了十多年的研究后，刘宏并没有感到痛苦。她经常在开学典礼上告诉她的新同学，“有梦想的人是幸福的”，希望进入学校的年轻人有着坚定的理想和信念以及执着的追求。在生物再生生命支持技术领域不断探索是刘宏的“幸福”。

刘宏教授是北京航空航天大学生物医学工程研究所(以下简称北航)的博士生导师，也是国际宇航科学院院士和俄罗斯自然科学院外国院士。她个子不高，留着齐肩的头发，整整齐齐地扎成一个发髻。她说话每句话都很小心。

1989年，由于严格的奖学金和良好的俄语基础，刘宏成为一名公立学生，在莫斯科大学学习。当时，恰逢苏联政治动荡和当地材料极度短缺，许多外国学生找到了商机，开始兼职“做生意”。他们从国内购买商品，然后带到苏联出售。当他们转手时，他们赚了近十倍的利润。

在20世纪90年代的中国，普通人的收入水平普遍较低。很少有人对如此巨额的利润无动于衷，但刘宏没有。她说，“国家每个月都给予补贴，这就足够了。”当谈到那些“奸商”学生时，她的眼睛有点模糊，“他们中的许多人都已经移民了，现在基本上没有人在做科学研究，”接着是长时间的沉默。

1994年，刘宏从莫斯科大学获得环境保护博士学位，并一直在环境和生态领域进行探索。1998年，在美国、俄罗斯、日本和加拿大等16个国家的合作下，国际空间站开始建设，当时我国希望积极参与国际空间站项目，但一些大国为了防止空间技术扩散，拒绝加入中国。

回顾早已被遗忘的过去，刘宏仍然义愤填膺:“他们一开始不想让我们的国家加入，但他们仍然假惺惺地要求你提交申请，让你出示所有的卡，然后拒绝你。”带着强烈的爱国主义，这种被排斥的感觉让她很不舒服。

看到苏联在上世纪70年代开发的“生物再生生命支持系统”，刘宏终于找到了他的兴奋:我这辈子都要这么做！如果实验可以高度封闭甚至完全封闭，人类在地球之外生活时将会解决一系列的问题，例如时间和资源。

刘宏和她的团队瞄准了这个国家对载人深空探测的主要需求，开始了漫长的探索旅程。

坚持——从“没人相信”到“不敢相信”

"如果你知道你要去哪里，整个世界都会给你让路。"对刘虹来说，这份鸡汤只适用于第一句话。她知道自己想做什么，想做什么，但她面临许多障碍。没有人喜欢这个项目，也没有人知道从哪里开始。

她一遍又一遍地做实验，与此同时，她狼吞虎咽地读了大量的俄罗斯文件。在有限的相关材料中找到的每一个“痕迹”都能让她兴奋。

从零开始，刘宏领导的“月宫一号”研究团队不断完善方向。在船舱里，生物筛选被应用，从大型动物到蚕，然后是黄色的粉虫，实验逐步成形。

探索总是困难的。在没有突破之前，刘宏团队的研究经常被嘲笑为“理论性的”。那些年，当她参加国际学术研讨会时，她在舞台上发表演讲时明显听到周围不友好的声音，夹杂着嘲笑和怀疑，茶歇期间没有人愿意和她交流。面对冷淡的接待，她没有一笑置之，而是固执地转过身，继续默默地沉浸在实验研究中。

“月宫1号”旨在测试月球基地的生命支持系统。要把它变成现实，光有理论和数据是不够的。它需要一整套支持，包括空间、资金、人力和物质资源。但是十多年前，任何人都很难有如此先进的想法，理解和支持她。有些人甚至说，“你的项目太远了，所以科研基金应该关注那些重要的并且能看到成果的项目。”

在那段时间里，刘宏成了一名“推销员”。她一遍又一遍地写申请和打报告。会上，她极力推荐“月宫一号”。

最后，在2012年，“月宫一号”项目获得批准，实验模块建在北航校园展示教学飞机的地面上。因为它能承受几吨重的飞机，所以地基承载力足够大，省去了打地基的步骤。

论证、项目启动、选址和施工的每一步都不容易。

2012年是刘宏生活中最累人的一年，日常教学照常进行。课后，我们不仅要盯着实验，还要担心“月宫1号”实验舱建造的每一步。在实验室内，将实现固体物质、空气和水的三个主要循环，并满足实验室技术人员的长期居住。对设备的要求很高。在资金有限的情况下，如何使每一分钱的效用最大化，每台设备应该使用到什么水平，以及如何使制造商满足需求供应……一个接一个的问题接踵而至。毫不夸张地说，她在梦里思考解决方案。

谈到六年前的建设过程，刘宏仍然非常感动。“这些设备中有许多是由爱国企业家支持的，有些是由制造商专门为我们生产的。例如，生长在舱内的植物的光源和市场上的商用光源不符合实验标准。空调设备制造商也只收了很少的费用；实验室技术人员也食用无污染的绿色猪肉，这也是制造商赞助的最高标准猪肉。感谢这些有梦想和爱国情怀的企业家。如果没有他们的支持，这个实验模块的成本至少要翻倍！”刘宏说，最初的结算至少节省了2000多万元，“但这种经验不值得推广。我们*存钱。”

当实验舱即将完成时，俄罗斯科学家仍然不相信刘宏和他的研究团队能够达到如此高的技术水平。2013年元旦，“月宫一号”团队向俄罗斯科学界朋友发送了一张新年贺卡，上面有几张“月宫一号”的样本照片。俄罗斯科学家在新年派对上打开贺卡，一致“称赞”它:“他们真的很擅长绘画！”

知道了这一点，刘宏并不生气，但将这些科学家列入了受邀参加即将举行的国际学术交流会议的专家名单。

2013年冬，“月宫一号”建成并成功试运行。几位外国科学家被邀请到中国进行学术讨论。刘宏仍然记得这位俄罗斯科学家的反应:他在实验基地的入口处站了将近一分钟，然后慢慢走进来，在占地不到100平方米的实验舱周围来回看了将近一个小时。他仍然不相信他面前的实验装置是真的。晚上10点左右，会议结束了，科学家提议去实验舱看看。他担心白天看到的只是“假装”的假设备，晚上会停下来或“消失”。刘虹微笑着，高兴地邀请他随时参观实验室。

震惊的俄罗斯科学家在红色留言板上写了整整一页。

然而，他的热情犯了一个小错误。因为他看不懂中文，所以他分不清留言板的正面和背面。结果，他把留言板的最后一页写反了。知道自己写反了，他要求必须再写一遍以示尊重。因此，珍贵的留言簿有两个相同的信息，一个是正面的，一个是负面的。

2014年5月，“月宫一号”成功进行了为期105天的封闭实验，达到了很高的稳定性和封闭性，成为世界上第一个成功的四生物连接系统。同年9月，该项目被评为“新中国65年引进智慧十大成果”第三名。2015年初，“月宫一号”团队再次获得“2014北京模特”特别奖。

在国际会议上，刘宏团队不再被忽视，美国宇航局特别邀请刘宏来演讲。面对突如其来的热情，刘宏非常冷静。她说:“我只谈论我们已经达到的技术水平，而不会谈论核心技术内容。”

《小屋》中的心灵生活严肃而生动

目前，世界上最长、最封闭的“月宫365”项目仍在进行中。第三班也是最后一班实验室志愿者正在进行实验。今年年初，他们于1月26日进入机舱，预计将于5月15日抵达。

在“月宫一号”实验基地，监控室门口的倒计时牌有条不紊地提醒着时间的流逝。一个红色的中国结静静地等待着一号舱把手实验的成功。

经过第二阶段的升级，目前的“月宫1号”由一个综合舱和两个厂房舱组成。综合舱占地42平方米，是集客厅、工作室、厨房、餐厅于一体的多功能通信室。每个植物隔间占地约50平方米。实验者认为这是一个“快乐农场”。农场种植小麦、大豆和玉米等粮食作物，以及胡萝卜、黄瓜和莴苣等蔬菜作物。种植的农作物总数是35种。他们分批播种，每天都能感受到收获的喜悦。

照片中的紫红色光源是根据植物的生长状况调节的人工光源，它控制着植物的生长速度，同时也保证了实验室内的氧气含量。

去年7月，当《新华日报》记者第一次来到“月宫一号”实验基地时，实验者胡正坐在监控室里盯着监控平台。她是第一批进入小屋的志愿者。离开船舱后，她已经安全度过了七天的隔离期。在离开机舱的当天，北航党委书记张军院士、中国载人航天工程总设计师周建平院士、中国空间技术研究院空间站项目副总设计师侯永清等都前来助威。

什么样的人才适合做机舱实验室技术员？刘宏说，除了对祖国航天事业最基本的热爱和优秀的身体素质之外，一个人必须“相对想家”，才能经受住长期封闭生活的考验。因为在一个与世隔绝的封闭环境中，缺乏足够的隐私空间和单调的工作任务会增加实验室技术人员的孤独感和厌倦感，长期的隔离甚至会导致严重的情绪，如恐惧和愤怒。

实验室技术员刘殿雷，皮肤黝黑，略带山东口音，也是第一批进入机舱的志愿者。回忆起他在小屋的生活，他总结道:“每天都很忙。”

人们开门要做七件事:日用品、酱油、醋和茶，实验室生活也不例外。告别学校食堂的美食，刘殿雷的日常工作之一就是“磨粉”:把成熟的小麦磨成全麦面粉。

他还记得第一天进小屋的“尴尬状态”:那天大家都计划吃全麦馒头当午餐，只等刘殿雷的面条。他忙着磨，花了太多时间，结果没时间做面条馒头。每个人都不得不把食谱改成面条，却发现整个小麦面团不够硬，面条一碰就碎了。我不得不再次降低我的要求，所以那天中午我吃了面条汤。

机舱内实验室人员食物中蛋白质的重要来源之一是黄粉虫。从大生物、小生物到微生物，有成千上万种。黄粉虫最终被选中并非偶然。

先前的实验已经证明，像牛和羊这样的大型动物并不是理想的选择。因为在一个狭小的空间里，孤独的实验者在日常喂养中会对数量有限的动物产生感情。如果它们最终为了生存而吃掉每天陪伴它们的动物伙伴，并用自己的双手喂养它们，它们会产生强烈的心理波动，一些实验者甚至会精神崩溃。

因此，“月宫1号”研究小组提议将昆虫作为生命支持系统的候选动物。昆虫不仅数量少，人们也不会对它们产生情感依赖，而且在繁殖过程中很少产生环境污染。刘宏首先提出将蚕作为未来宇航员的蛋白质来源，然后筛选出黄粉虫。黄粉虫不仅能提供优质的动物蛋白，还能以系统中的植物秸秆、蔬菜老叶等为食，可作为系统废弃物处理的环节之一。

在做实验志愿者的日子里，刘殿雷学会了吃黄粉虫。他把黄色的粉虫放在锅里炸至变脆，然后和小麦一起碾碎制成面粉，再蒸成馒头。或者用植物油炒一下直接食用。他打趣道:“用油炸的黄粉虫尝起来和炸蚱蜢很像。它可以用四个词来概括，即“香、嫩、脆、脆”。余味有点苦，但香味余味很长！”实验室里有一个无线网络。他还不时在朋友圈子里炫耀他的烹饪技巧。

除了实验任务，实验者还有一些空闲时间。每个人都会阅读文学作品，写论文，听广播，练习书法，骑自行车等等。胡对说:“忘掉无聊吧。”

自信——永远不要停止仰望星空

每个实验者都住在综合舱的“胶囊公寓”。卧室长约2米，宽约1.5米。一张大约1.2米宽的小床占据了大部分空间。床边有一把折叠椅，靠墙有一张小桌子，墙上安装有开放式储物柜。

从早上6: 30起床测量血压和称体重开始，一天三餐是分开的，互相配合。此外，每个人都有一个负责任的实验项目。到晚上11点熄灯时，每个人都累了。

实验志愿者将舱内的生活概括为“住在上面，住在下面”:“住在上面”是这里生活保障的基础；“生活之下”意味着这里的每一天、每一件事和每个人做的每一件小事都是一个实验，包括情绪波动在内的所有细节都将被转换成数据，所以它不能简单地称为生活。所有这些看似微不足道的积累，都是为了让未来的人类能够舒适地生活在地球之外。

“月宫1号”研究小组将通过电话采访和日志分析了解实验者心理状态的变化，如情绪和需求。一个由30名成员组成的科研小组在舱外24小时值班，使用行为表达分析软件监测和分析舱内实验室人员的情绪变化。

当被问及二组机舱实验志愿者王薇是否焦虑时，她也坦言:“焦虑，同年级正在找工作，实验时间刚好错过了秋季招生和全国统考。但我不会后悔一年没进小屋，一辈子没进小屋。”

除夕之夜，“月宫365”计划继续有序进行。阿尔卑斯山说:“这个节日不是一个节日，对我们来说没有多大区别。我们还需要按计划完成植物的日常维护，做好健康情绪的记录，对空气、材料、植物、微生物、水处理、固体废物处理、可靠性分析等进行相关的采样。不过，每个人都“在蜗牛壳里做了一个道场”，还做了一顿丰盛的除夕夜大餐，有四道菜和一份配料有限的汤。”

1月26日，“月宫365”项目持续了260天，也是第二组连续200天独立生活的舱内实验志愿者，打破了俄罗斯研究人员在生物再生生命支持系统中连续180天的世界纪录。今年五月，当“月宫365”项目结束时，一项新的世界纪录将被打破。

目前，“月宫一号”研究团队已经获得了大量有价值的实验数据，为中国未来的深空探测生物再生生命保障系统积累了大量科学数据，也使中国在空间生物再生生命保障领域处于世界领先地位。

最初很少有人相信的梦想最终打破了世界纪录，成为中国人民的骄傲。刘宏意识到了他生活中“巨大的成就感”。“我认为我的余生真的值得。”刘宏说，从2004年到现在，许多年轻的人才参与了我们的研究，他们做出了巨大的贡献。一些人留下了他们的名字，更多的人只留下了一个影子，但是每个人都一样快乐。"这就是我们在这里读到的星空梦."对于未来的科学研究，刘宏充满信心:“从最后开始，我们将永远不会停止看星星！”(刘靖宇)