挑战“太空生存”180天

如今，我国空间站建设已迫在眉睫。此次，“太空180”大科学试验标志着我国自主掌握的受控生态生保技术达到国际先进水平，为航天员长期飞行、外星驻留做好充分准备，也为空间站相关任务设计提供了重要依据。

随着人类不断向深空展开探索，如何在星际空间长期生存一直是众人关注的焦点,科幻电影里在火星种土豆的场景迟早会成为现实。2016年12月14日，唐永康、吴世云、罗杰、仝飞舟4名志愿者迈出密闭舱。至此，“绿航星际”4人180天试验（“太空180”大科学试验）取得圆满成功。在180天里，他们到底经历了什么？

2016年12月14日，唐永康、吴世云、罗杰、仝飞舟4名志愿者迈出密闭舱，志愿者仝飞舟（后排左一）出舱时向人们挥手致意

1700余项数据连续采集

为瞄准未来人类深空探测和星际驻留任务，开发自主掌握的受控生态生保技术，2013年9月，中国航天员中心和深圳市政府开始合作共同完成上述试验。

载人航天工程航天员系统副总设计师、绿航星际试验技术负责人李莹辉说，本次试验所用的密闭舱，位于广东深圳的太空科技南方研究院内，占地面积370平方米，总容积1049立方米，由4个生物舱、2个乘员舱、1个生保舱和1个资源舱组成，其中植物栽培总面积260平方米，是我国目前最大的空间生命保障系统集成试验装置。

试验中，“绿航星际”平台14个子系统运行可靠，5类25个品种植物茁壮生长，635台（套）参试设备稳定工作，两大学科21个参试项目有序实施，实现了两大学科1700余项数据的连续采集，获取了大量翔实可靠的试验数据和资料。

在生物舱内，大豆、小白菜、草莓等作物长势喜人。它们不仅是食物，还能用于生产氧气、吸收二氧化碳、净化水质，同时对有害气体也有微量吸收能力。此外，生活用水供应系统可以收集冷凝水，经过过滤和灭菌处理后供人使用；废水处理系统可以收集生活废水和尿液，降解其中各类有机物质，使其变为植物营养液，再通过植物生长进入生态循环圈；固体废物生态化处理系统能利用微生物对粪便、餐厨垃圾等进行降解处理，得到的有机肥能供应植物生长所需，产生的废气也能供植物进行光合作用。

180天模拟未来外星生活

此次执行任务的志愿者为3男1女，唐永康、仝飞舟是中国航天员中心的科研人员，罗杰、吴世云为社会公开招募，他们分别是深圳市农业科学研究院和深圳市太空科技南方研究院的科研人员。

在这180天里，他们既是“农夫”，每天都要照料粮食和蔬菜；又是“厨师”，自己烹制美味佳肴；还是“医生”，帮助同伴完成每日的医学检查；此外，他们还要当“火星人”，模拟着未来人类飞往火星的旅程。

此次试验涌现了不少中国特色，比如在志愿者的健康维护上，有太极拳和中医；在培植植物选择上，参照《本草纲目》，既要考虑物资供应，也要考虑健康保障，比如石斛等。为了最大限度考核人对自然环境的适应能力，试验中期还引入“火星时”项目，目的是前后对照，可以更好地从实验的角度去分析数据，获得更多的信息量，包括志愿者内分泌改变以及情绪变化。据悉，火星上一个完整昼夜约24小时40分钟，自引入“火星时”以来，舱内时间每天比地球上长40分钟。

科学家们还展开了心理干预，在给志愿者的《协同手册》里专门插了一些画，通过与美好事物的关联，缓解志愿者心理压力。除此之外，试验还将引入心理专家，在舱外通过对志愿者的观察，对他们进行心理疏导。

李莹辉说，此次试验很漫长，工作人员24小时值班，对技术能力是一个挑战。另外要及时果断处理一些问题，比如虚假烟雾报警之类，需要有很好的应急能力。

唐永康是此次试验的指令长，他坦言：“与世隔绝的日子，我需要信仰和信念来支撑。”试验中，他负责决策舱内各项事务，协调调度每日工作。任务进行到中期，成员们的生理心理都进入了疲惫期。唐永康为了帮大家调整节奏，常组织大家围坐在一起，在拌嘴和玩笑中放松情绪。

主要负责照看25种植物生长的罗杰笑称自己是“农夫”。舱内没有日出日落，这让他一度觉得每一天都是挑战，喜爱读书的他选择用看书来战胜不适。

吴世云是公认的“认真哥”，负责整个平台的运行维护保障，还承担着大气、水、固体废物循环等重任。在压抑和不开心时，他会通过运动、看书、与别的志愿者沟通交流来进行调节。

作为唯一的女性，仝飞舟在180天中，心理也会有波动，她主要通过练习太极拳、干体力活、写日记来平复心情。

在试验的项目中，还出现了以制作食物为主的3D打印机。其中难点在于调料、调水，还有调温，必须要达到一个最佳调配比例才能够成型。这款3D打印机可以通过温度控制，在原材料出口就进行多次加热，这是整个食物打印机的关键。

3D打印食物最主要的并不是为了美味，这是在探索未来人类在太空生存时，如何能够最大限度的利用食物的原材料实现更长时间的食物保存。科研人员介绍，如果3D食物打印机真的可以出现在太空家园，就可以节约大量的物资供给。

为了验证人在长时间经受无水洗浴的心理变化和生理的适应性，“太空180”大科学试验还将免水洗浴作为一个试验项目引入。志愿者通过擦洗的方式来完成洗澡，这个是生理和心理的双重挑战，在空间站也是通用的。

朝地外星球基地生存迈进

航天员科研训练中心副主任李庆龙说，随着不久前天宫二号和神舟十一号任务的圆满成功，这一载人航天工程第二步第二阶段关键之战相继完成，第三步空间站建设已迫在眉睫。

环控生保技术作为载人航天发展的重要研究领域，事关航天员生命安全，也是实现空间站长期在轨运行和实施载人探月、深空探测、火星登陆的技术制高点，受到了世界航天大国的广泛关注。

据了解，此前的生态生保系统，包括天宫二号空间实验室、神舟十一号飞船在内，都是采用第一代航天环控生保系统，这意味着航天员的饮食无法再生，要从地面带上去。第二代技术以物理、化学再生为基础，可以实现空气、水的再生循环，但食物仍需地面供给。其面向中长期飞行任务，用于国际空间站以及未来我国空间站。

而此次试验属于我国正在研制的第三代航天环控生保系统，也就是适合多乘员长期驻留的高物质闭合度、运行高效、系统可靠的生命保障体系，其最大特点是“生物再生”——能实现系统内食物、氧气和水等基本生保物资的高效循环再生，以大幅减少航天任务的物资补给需求，保障深空探测与星际驻留任务。“此次试验已顺利圆满达到了预定的目标，深化了我国对于第三代航天环控生保系统的认识，这是发展高物质闭合度生命保障系统的一次重要工程实践，是掌握地外星球基地生命保障系统技术的重要开篇，为空间站相关任务设计提供了重要依据。”李莹辉说。

中国工程院院士彭永臻表示，本次试验涵盖环境、农业、生物、能源、机械、通信、医学、健康等学科，是一项高度融合系统工程，很好地验证了生活生态系统中环境工程技术、物质循环技术、生活与健康保障技术等，加深了人与环境之间的相互作用规律的认识。同时，该试验获取了大量科学实验数据，为拓展人类生存空间的科学探索积累了宝贵经验。这次试验的顺利开展，标志着我国自主掌握的受控生态生保技术达到国际先进水平。

（《光明日报》2016.12.16、新华网2016.12.15等）