中国设计登月基地雏形“月宫” 成功种植蔬菜(图)
志愿者带着舱内种植的农作物果实出舱。
志愿者透过玻璃窗向舱外挥手。
昨天，北京航空航天大学校园内，伴随着鲜花和掌声，三位乘员谢倍珍、董琛、王敏娟结束了105天的“宫中科学试验”，微笑着从“月宫一号”密闭舱中走出。这标志着历经十年研究，北航研制的月球基地生命保障人工闭合生态系统地基实验装置“月宫一号”成功完成我国首次长期多人密闭试验。
“月宫一号”是我国建立的第一个、世界上第三个生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统，对保障我国载人登月、月球基地及火星探测等航天计划的顺利进行、保障航天员生命安全和生活质量具有重大意义。
带着毛豆花生出舱
北京晨报记者昨日一早在“月宫一号”植物舱外看到，舱门上仍粘贴着“2013年11月19日”的封条，舱内摆满了种植植物的铁架子，里面分别种植着小麦、毛豆、花生、马齿苋、苋菜等农作物。由于植物生长需要光照，而在密闭的空间内无法满足光照条件，研究员通过LED红光给植物补充能量，绿色的植物被红光笼罩着，格外美丽。在舱内生活了105天的三名志愿者，透过玻璃窗，不停地向舱外挥手，脸上洋溢着兴奋和自豪之情。
上午10点左右，伴随着“开舱”口令，“月宫一号”舱门缓缓打开，三名研究员志愿者面带微笑从舱内走出，并带出了他们在舱内种植的毛豆、油莎豆、四季豆、胡萝卜、生菜等。三名志愿者激动地说：“这些都是我们105天的劳动成果，带出来还要进行进一步研究。”
“月宫一号”分两期建设，目前建成的是一期，由1个综合舱和1个植物舱组成，可以为3位志愿者提供生命保障。其中，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2个植物间，可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，即升级并扩建1个植物舱，可满足4人更高闭合度的生命保障需求。
三人一天用水75升
据了解，“月宫一号”植物舱为60平方米，三层立体栽培，种植面积达69平方米。在试验中，栽培筛选出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培养黄粉虫为人提供部分动物蛋白。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。
“月宫一号”总设计师、首席科学家、北航生物与医学工程学院教授刘红介绍说，今年2月3日“月宫一号”封舱前，舱内储存了各类用水2.5吨，后面的105天，志愿者们靠这些水以及循环水开始生活。三名航天员一天用水只需要大约75升。此外，蔬菜和粮食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，可以收集到300升冷凝水。这样就完成了水的循环，建立了舱内完整的生态系统。
系统总闭合度达97%
刘红介绍说，在“月宫一号”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%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，确立了生物再生生命保障系统设计构建方法，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；并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。
“月宫一号”媲美地球
“月宫一号”是能与地球媲美的“微型生物圈”，可实现航天员在远离地球的太空长期生活的目标，刘红介绍说。
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。
“问月”
耗资多少？
10年花了不到3000万
自2004年刘红教授组织团队开展研究至今完成“月宫一号”一期实验，总耗资不到3000万元。刘红教授说：“有些人认为涉及到航空、探月等项目的科研，就是要斥巨资，动辄花费几十亿，甚至几千亿。其实，并非如此，这是人们观念的误区，我们整个项目十年投资不到3000万。
成员有谁？
三个博士还有一替补
本次进舱的三名研究志愿者都来自刘红教授的研究团队。舰长谢倍珍去年博士生毕业，现任北航讲师。王敏娟、董琛为博士研究员。此外，还有一名替补成员，博士研究员邵慧玲。一旦三人中有人出现身体不适等意外，邵慧灵随时替补进舱。邵慧玲告诉记者，每天舱外都有专人24小时监控舱内情况，通常女生值白班，男生值夜班，一时半会都不可以放松。
怎样工作？
各有分工任务各不同
刘红教授表示，选择志愿者时，首先考虑的是身体情况，不能够有任何疾病，否则会将病菌传染给植物，如果植物无法正常生长，那么实验就意味着失败了。此外，这些人必须“各有所长”，满足实验需要。在舱内，谢倍珍需要收集所有人的尿液，提取尿素并进行净化处理。并对整个系统的运行状况进行监测。董琛和王敏娟则进入了植物舱，董琛负责给40平方米的麦子添加营养液。王敏娟则负责照料29平方米的蔬菜和水果，这些蔬果都采用了无土栽培的技术。
怎么吃饭？
禁止爆炒还要吃虫子
王敏娟在舱内担任“大厨”的职务，每天负责给三个人烹饪食物。除了馒头、面包、包子这些面食外，他们几乎只能吃到一些舱外带进去的真空包装的肉食品，和自己种植的蔬菜。最可怕的是，为保证蛋白质和脂肪的摄入，志愿者每天要食用自己培育的黄粉虫。舰长谢倍珍说：“开始吃心理有些障碍，慢慢的也就适应了，其实黄粉虫并不难吃，味道很像薯条。”
王敏娟告诉记者，为了保证舱内空气洁净，他们的饮食特别清淡。里面禁止爆炒食物，三名志愿者只能用橄榄油凉拌蔬菜，种植的蔬菜收获了什么就吃什么。王敏娟说：“有一段时间，我在里面天天看大众点评，特别想吃烤鱼、火锅什么的。现在出舱了，调整调整我要好好吃一顿。”
怎么休闲？
女的上网男的弹吉他
当被问及105天都在密闭空间生活，是否感到孤独寂寞时，三名志愿者异口同声地说：“还好，我们可以上网、打电话。”董琛是三人中唯一的一名男士，他说：“我们一般晚饭后就可以休息了，这时候我们通常会进行一些娱乐活动，两个女士喜欢上网，与家人通电话。而我喜欢弹吉他，这次特别把心爱的吉他带进了舱中。”
刘红教授介绍，由于里面很多设备处于保密状态，他们虽然上网，但不允许泄露实验室的状况，如果需要与外界进行视频通话，都必须在自己的卧室中。
有何意义？
科研副产品可转民用
据了解，整个“月宫一号”项目不仅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，造福百姓。刘红介绍说，这些科研副产品可对食品安全和环境污染等方面的研究提供借鉴。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。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。