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今天上午，北京航空航天大學(xué)校園內(nèi)，神秘的“月宮一號”艙門再次打開，當(dāng)4位志愿者拿著親手種植的大豆、小麥、胡蘿卜、西紅柿和草莓，微笑著現(xiàn)身，四位院士共同為他們開門，大廳里響起如潮的掌聲。

志愿者邁出艙門的一小步，是“月宮一號”一大步，這標(biāo)志著為期370天的“月宮365”實驗正式結(jié)束，由此創(chuàng)下世界上時間最長、閉合度最高的密閉生存實驗紀(jì)錄。

出艙：四院士迎接四志愿者

“月宮365”實驗，于2017年5月10日開始，至2018年5月15日出艙，共歷時370天。實驗志愿者共有8名，分兩組，設(shè)置三班。

第一組值第一班，持續(xù)時間60天；
第二組值第二班，持續(xù)時間200天；
第一組再值第三班，持續(xù)時間由預(yù)先的105天延長至110天。

第一組志愿者為劉慧（艦長）、劉佃磊、胡靜斐、高寒4人，第二組志愿者為劉光輝（艦長）、伊志豪、褚正佩、王偉4人。此次出艙為第一組4名志愿者，他們先后在“月宮”駐留170天，今天的順利出艙標(biāo)志著“月宮365”實驗圓滿成功。

本次出艙時間比原來延遲五天，是“故意”模擬的突發(fā)狀況，艙內(nèi)志愿者事先并不知情，意在觀察志愿者心理狀態(tài)。

為了迎接四位年輕人，北航請出了四位重量級科學(xué)家，“神舟”號飛船總設(shè)計師、中國工程院院士戚發(fā)軔，人機與環(huán)境工程專家、中國工程院院士王浚，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和人工智能專家、中國工程院院士趙沁平和中國科學(xué)院院士房建成共同為他們開啟艙門。

出艙后，這8名志愿者還被授予“北航馮如杯科學(xué)探索特別奉獻獎”。

志愿者代表劉慧表示，通過實驗大家收獲了第一手科研數(shù)據(jù)和經(jīng)驗、特殊的情誼和豐富的生活技能，接下來還要將實驗數(shù)據(jù)形成研究成果，為實驗畫上圓滿句號。

上圖就是月宮一號的示意圖，這座看起來很酷炫的實驗室是一個由植物、動物、微生物組成的人工閉合生態(tài)系統(tǒng)，人類生活所必需的物質(zhì)，如氧氣、水和食物，可以在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生，為人類提供類似地球生態(tài)環(huán)境的生命保障。

成果：創(chuàng)閉合度和駐留時間雙紀(jì)錄

“月宮365”實驗，共歷時370天，是世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實驗，其主要任務(wù)是研究一個生物系統(tǒng)如何實現(xiàn)為不同代謝水平的乘員組提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定。

“月宮一號”總設(shè)計師、“月宮365”實驗首席科學(xué)家劉紅教授劉宏透露，“月宮365”實驗在世界上首次建立了系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的生物調(diào)控技術(shù)，并通過實驗過程中不同代謝水平的乘員組換班更替、停電及設(shè)備故障沖擊等突發(fā)狀況驗證了該技術(shù)的有效性。實驗還分析了不同工況下生物再生生命保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，明確了影響生物再生生命保障系統(tǒng)的可靠性的關(guān)鍵因素。此外，實驗還發(fā)現(xiàn)了在幽閉空間中自然光制度變換對人的生物節(jié)律和情緒的影響規(guī)律, 發(fā)明了模擬自然光變換調(diào)節(jié)人體生物節(jié)律和情緒技術(shù)和設(shè)備，并建立了植物長期連續(xù)高效栽培技術(shù)、營養(yǎng)液長期循環(huán)利用凈化和調(diào)配技術(shù)。對于實驗結(jié)果，她如是評價，“月宮365”實驗，實現(xiàn)了閉合度和生物多樣性更高的“人-植物-動物-微生物”四生物鏈環(huán)人工閉合生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定循環(huán)運轉(zhuǎn)，且保持了人員身心健康。在她看來，“月宮”這一小步，對于人類實現(xiàn)在地外長期生存而言，是具有重要理論和實踐意義的一大步。

展望：將研制“迷你月宮”爭取搭載

提及今后動向，劉紅透露，團隊將在總結(jié)分析實驗結(jié)果基礎(chǔ)上，研制可在空間站、月球、火星探測器上搭載的小型生物再生生命保障系統(tǒng)實驗裝置，爭取搭載機會；繼而通過天地對比分析，獲得矯正參數(shù)和模型，進一步為該項技術(shù)應(yīng)用于太空奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)?！霸聦m365”長時間的密閉生存實驗獲得的生理和心理數(shù)據(jù)，以及研究建立的調(diào)控措施和技術(shù)，將為未來的星球基地探索活動人員的健康保障提供重要依據(jù)和技術(shù)支撐。

細說月宮這一年

“月宮365”三大實驗

1、關(guān)窗實驗

在正常生活中，人們可以通過日升日落等光的節(jié)律變化來感知時間，由此安排作息，形成生物鐘。

“月宮一號”研究團隊為志愿者設(shè)計了關(guān)窗實驗，即將窗戶貼膜，從物質(zhì)和感知上都讓艙內(nèi)志愿者與外界自然界隔絕，艙內(nèi)只有照明設(shè)備，艙內(nèi)人感受不到外界時令和太陽光的變化。期間，志愿者的身高、體重、體脂率呼吸氧耗、心率等體格指數(shù)一一被記錄下來，研究人員還利用情緒軟件、生物標(biāo)志物觀察心理狀況。

劉紅透露，團隊將發(fā)表論文，后續(xù)會研發(fā)相應(yīng)的技術(shù)和產(chǎn)品，用于地下、水下和地球外等特殊環(huán)境中幫助人們調(diào)節(jié)心理、情緒和生物節(jié)律等。

北京航空航天大學(xué)“月宮一號”實驗室。

2、斷電實驗

據(jù)了解，實驗期間，“月宮”經(jīng)歷了幾次意外斷電，當(dāng)時實驗沒有受到影響，志愿者的應(yīng)急處理、系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)等都被收集起來。劉紅透露，實驗期間還人為模擬一些機電故障和停電狀況，以測試整個生命保障系統(tǒng)的耐沖擊能力。

3、延期實驗

“月宮365”，即365天實驗，四位志愿者滿心期待著5月10日結(jié)束實驗，回歸“地球”。但如果把實驗延長，他們會有啥反應(yīng)？

這個實驗很早就有預(yù)謀，但劉紅他們直到4月份才告訴志愿者，“就是想看看他們每個人會有不同反應(yīng)。”同時，研究人員利用量表，心率、血壓、腦電波測量儀器等來測試志愿者反應(yīng)。

“月宮一號”艙外懸掛五星紅旗。

“月宮”中那些“神器”

“月宮一號”艙內(nèi)約150㎡，綜合艙居住面積約42㎡，4人居住，6室1廳，含4間臥室、1個洗漱間、1個固廢間和1個集客廳、工作間、廚房、餐廳多功能一體的交流間。艙內(nèi)還有兩個大“植物園”，植物艙I和植物艙II，占地約100㎡，帶儲藏室。除了這些固定設(shè)施，“月宮”里還有一些深藏不露的神器哦！

1、黃粉蟲

細長的黃粉蟲是“月宮”里的一大明星，它的主要任務(wù)是為志愿者提供蛋白質(zhì)。它能長到2.5厘米，營養(yǎng)豐富，味道鮮美，油炸后如薯條般可口，磨碎后還可夾在面包里佐餐。

1968年，黃粉蟲就隨著前蘇聯(lián)的太空飛船登上太空。現(xiàn)在，國際上已經(jīng)開始接受昆蟲作為未來的可持續(xù)食品源以及太空中宇航員的蛋白食物源。

2、光源

“月宮”內(nèi)部光環(huán)境有講究。工作區(qū)和休息區(qū)照明采用LED光源。植物艙設(shè)計了利于植物生長的特殊光源，工作人員光下操作時佩戴防護眼鏡，避免部分光譜對人眼產(chǎn)生的不利刺激。綜合艙設(shè)計了光纖導(dǎo)光器，可提供科學(xué)的動態(tài)照明環(huán)境，并且去除了對人體有害的部分紫外與紅外光譜，提供了促進維生素D合成的中波紫外光以及促進人體血液循環(huán)和新陳代謝的近紅外光。

“月宮一號”探究出的科學(xué)照明方案，可為載人航天提供參考，未來相關(guān)成果還可應(yīng)用于深海長航，地下和水下設(shè)施，大型客機，長期不見太陽光的地下室，無窗的生活、工作和娛樂場所，北方地區(qū)的冬季等場景。

“月宮365”志愿者合影以及宣誓

3、小麥

月宮種植也有學(xué)問。植物艙Ⅰ的小麥主要栽培于三層植物架上，栽培面積共為60㎡，分30批。這些小麥?zhǔn)前凑找欢〞r間間隔分批種植。由于種植的時間和狀態(tài)不同，小麥的光合作用速率也不一樣。因此，每次小麥?zhǔn)斋@之后就要馬上再次播種，保證生長周期內(nèi)各個狀態(tài)的連續(xù)性，也保證光合作用吸收二氧化碳呼出氧氣的穩(wěn)定性與持續(xù)性。

4、健身單車

在空間站或者月球基地等微重力環(huán)境下，人體的肌肉系統(tǒng)與骨骼系統(tǒng)會發(fā)生一些變化，最典型的表現(xiàn)就是腿部肌肉萎縮以及骨質(zhì)疏松?！霸聦m365”實驗計劃是針對載人月球基地及火星探測等航天計劃而開展的綜合性實驗，與真正的航天任務(wù)有很大的相似性。志愿者們在艙內(nèi)活動范圍有限，對下肢的鍛煉較少，他們可通過騎行單車來對抗腿部肌肉與骨質(zhì)的流失。

單車還承擔(dān)另一項重任，測定志愿者呼吸狀態(tài)。通過測試志愿者們在不同阻尼下騎行的呼吸狀態(tài)，可以更精確與定量化地描述代謝水平與身體健康狀態(tài)，這對載人航天生命保障技術(shù)研究具有重要意義。

8張圖帶你定格月宮370天

2017年5月10日

“月宮365”實驗正式啟動，8名志愿者分兩組、三個班次接替入艙，計劃在艙內(nèi)連續(xù)生存365天。