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“太空180”试验成功 我们离地外星球基地还远吗

科普小知识2022-07-18 10:25:59
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“太空180”试验成功 我们离地外星球基地还远吗

测试胶囊示意图。由中国航天员研究训练中心提供

“太空180”试验成功 我们离地外星球基地还远吗

试验舱的生物舱。朱九彤/布莱特摄

“太空180”试验成功 我们离地外星球基地还远吗

试验舱的生物舱。朱九彤/布莱特摄

12月14日,来自永康堂、吴、罗杰和童飞舟的四名志愿者走出密封舱。迄今为止,这一由我国首次牵头、涉及16家国内外机构的“绿色之星”4人180天实验在“人类与环境”领域的大规模国际科学实验取得了圆满成功。

此次试验负责人、载人航天工程航天员系统副总设计师李表示,此次试验加深了中国对第三代空间环境控制与生命保障系统技术的认识,是发展该技术的重要工程实践。随着试验达到预定目标,为未来生命保障技术的深入研究开辟了新的局面,也为后续试验研究和我国空间站任务提供了重要的技术基础。

中国最大的“太空农场”取得令人满意的成绩

本次试验使用的密闭舱位于广东省深圳市南方空间科学技术研究所。占地面积370平方米,总容积1049立方米。它由4个生物舱、2个船员舱、1个救生舱和1个资源舱组成,其中植物栽培总面积为260平方米。它是目前中国最大的空间生命支持系统综合测试设备。

本次实验中,“绿星”平台14个子系统运行可靠,5种类型25个品种植物生长旺盛,635套测试设备运行稳定,两大学科21个测试项目有序实施,两大学科1700多项数据连续采集,获得了大量详实可靠的测试数据。

在生物室里,大豆、白菜和草莓等作物生长良好。据李介绍,该密封舱的植物种植总面积为260平方米,包括生菜、大白菜等蔬菜作物,小麦、红薯等粮食作物,大豆、花生等油料作物,草莓、樱桃番茄等水果,铁皮石斛、辣木等功能性植物。它们不仅是食物,还可以用来制造氧气、吸收二氧化碳和净化水质。同时,它们对有害气体也有微吸收能力。

李还说,除了植物栽培和照明系统,生活供水系统可以收集冷凝水,可以过滤和消毒,供人类使用。废水处理系统可以收集生活废水和尿液,降解其中的各种有机物,使之成为植物营养液,然后通过植物生长进入生态循环循环;该固体废弃物生态处理系统可以利用微生物降解粪便、餐厨垃圾等,得到的有机肥可以满足植物生长的需要,产生的废气也可以为植物提供光合作用。

在“太空”中“忍受”180天

在这180天里,四名志愿者过着自给自足的“太空生活”,与世界隔绝了六个月。他们不仅要忍受受限空间带来的巨大的生理和心理挑战,还要按计划完成繁重的科学实验。

这次任务的志愿者是三男一女。唐永康和佟飞舟是中国宇航员中心的科研人员。罗杰和吴是公开招募的社会。他们分别是深圳农业研究所和深圳航天科技南方研究所的科研人员。

作为代表团中唯一的女性成员,齐飞舟性格活泼,是大家心目中的“快乐姐姐”。除了完成工作,她还给了三名男性成员“吃的运气”。她在船舱里用植物和蔬菜做了一顿“太空晚餐”。

唐永康是这次考试的指挥者,这使他感到更有责任感。他坦率地说:“我需要信念和信念来支撑我孤独的日子。”测试期间,他负责决策舱的所有事务,并协调日常工作。任务进行到一半时,成员们的生理和心理都进入了疲劳期。为了帮助大家调整节奏,永康唐组织大家围坐在一起,在斗嘴和开玩笑中放松。

罗杰主要负责照看25株植物的生长,他称自己为“农民”。小屋里没有日出和日落,这让他觉得每天都是一个挑战。他喜欢阅读,并选择阅读来克服不适。此外,他还经常和永康的唐在工厂里交谈。

吴被公认为“正儿八经的哥哥”。他负责整个平台的操作和维护,并承担空气、水和固体废物循环的重要任务。吴说,他喜欢通过工作转移注意力,这样可以减少孤独感。然而,过去的20天仍然是吴最艰难的日子。他感慨道:“我们应该向那些默默付出、辛勤工作的科研人员致敬!”

外星星球基地的生存

随着人类不断探索深空,如何在星际空间长期生存一直是人们关注的焦点。科幻电影《火星救援》中在火星上种植土豆的场景迟早会实现。本次试验旨在前瞻性地建设地外恒星基地和恒星的生存,探索人类与环境在长期封闭环境中的相互作用规律。

据了解,以前的生态保健系统,包括天宫二号空间实验室和神舟11号宇宙飞船,都采用了第一代空间环境控制保健系统,这意味着宇航员的饮食不能再生,必须从地面摄取。基于物理和化学再生,第二代技术可以实现空气和水的再生循环,但食物仍然需要地面供应。它的目标是中长期任务,并将用于国际空间站和未来的中国空间站。

然而,本次试验属于我国正在开发的第三代空间环境控制生命保障系统,它是一种材料封闭性高、运行高效、系统可靠、适合多名乘员长期居住的生命保障系统。其最大的特点是“生物再生”——它可以实现系统中食物、氧气和水等基本生命支持物质的高效循环再生,从而大大降低空间任务的物质供应需求,确保深空探测和星际居留任务。

李认为,开展长期、远距离、多乘员载人深空探测和地外行星的定居与发展是未来空间技术发展的必然方向。建立可控生态生命支持系统是解决生命支持问题的根本途径。这个实验实现了4名志愿者的氧气、水和一些食物的再生供应。在密封舱内,氧气达到100%,水达到99%,食物达到70%,即大多数氧气、水和食物可以自给自足,这取决于舱内的植物。

(我们的记者文庆生,我们的见习记者张文)