6月17日，“綠航星際-4人180天受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗(yàn)”，也就是近日躍升為主流媒體報(bào)道熱點(diǎn)的科學(xué)事件“太空180”試驗(yàn)，在深圳正式起航。

    臨近中午，精心挑選的4名志愿者進(jìn)入試驗(yàn)密閉艙內(nèi)，開(kāi)始了為期180天的受控生態(tài)生保技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。

    進(jìn)艙不久，志愿者就開(kāi)始進(jìn)入了艙內(nèi)的工作與生活狀態(tài)。其中，兩名志愿者在植物艙內(nèi)，做起了護(hù)理植物的工作，而另兩名志愿者則在生活艙內(nèi)開(kāi)始準(zhǔn)備午餐。

    據(jù)專(zhuān)家介紹，這次試驗(yàn)的順利開(kāi)展，對(duì)建立和發(fā)展適合多乘員長(zhǎng)時(shí)間駐留太空的高閉合度、運(yùn)行高效、系統(tǒng)可靠的生命健康保障體系的新方法新技術(shù)具有重要意義，它也標(biāo)志著我國(guó)自主掌握的受控生態(tài)生保技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

    受控生態(tài)生保技術(shù)又稱(chēng)第三代環(huán)控生保技術(shù)，是在神舟飛船使用的非再生式環(huán)控生保技術(shù)和未來(lái)空間站使用的物理化學(xué)再生生保技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。其通過(guò)人工建立的封閉受控的生態(tài)系統(tǒng)，為人類(lèi)提供生存所需要的大氣環(huán)境和生保物質(zhì)。它基于生態(tài)學(xué)原理，通過(guò)動(dòng)植物培養(yǎng)、廢水廢物處理、大氣調(diào)控等多個(gè)功能單元的協(xié)同匹配，實(shí)現(xiàn)封閉環(huán)境內(nèi)的大氣、水和食物的高效循環(huán)再生，建立適合人類(lèi)長(zhǎng)期駐留的生命和健康保障體系，旨在大幅減少地面物資補(bǔ)給需求。

    除受控生態(tài)生保技術(shù)外，試驗(yàn)還將對(duì)人與環(huán)境相互作用規(guī)律進(jìn)行研究，主要包括長(zhǎng)期密閉隔離狀態(tài)下人類(lèi)心理生理變化及相互作用、長(zhǎng)期密閉環(huán)境對(duì)人體節(jié)律與睡眠規(guī)律影響、長(zhǎng)期密閉環(huán)境下睡眠與情緒調(diào)節(jié)干預(yù)等方面研究，對(duì)我國(guó)空間站任務(wù)中航天員心理支持與評(píng)價(jià)、生活物資配置與管理等項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

    “太空180”試驗(yàn)中那些你該知道的數(shù)據(jù)

    試驗(yàn)艙由乘員艙、生物艙、生保艙、資源艙4類(lèi)8個(gè)艙段組成；

    試驗(yàn)艙包括環(huán)境控制、循環(huán)再生、測(cè)控管理3類(lèi)14個(gè)子系統(tǒng)；

    試驗(yàn)艙面積370平方米，容積1340立方米；

    試驗(yàn)艙具備開(kāi)展多人1年以上受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗(yàn)的能力。

    試驗(yàn)以氧氣、水、食物和固體廢物循環(huán)的閉合度將分別達(dá)到100%、90%、70%和60%為目標(biāo)，通過(guò)植物培育與管理、廢物處理與回用、水循環(huán)管理和大氣再生與調(diào)控多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展受控生態(tài)生保技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。

    試驗(yàn)通過(guò)自主研制的環(huán)控生保系統(tǒng)平臺(tái)管理系統(tǒng)和人與環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)集成管理系統(tǒng)，大幅提高了試驗(yàn)中數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取能力，通過(guò)4種數(shù)據(jù)獲取手段，24類(lèi)共1706個(gè)指標(biāo)具備全周期追溯、全周期管理、全周期挖掘能力。

    科研人員基于能量供應(yīng)、膳食平衡、口味豐富、身體保健等方面考慮，在艙內(nèi)栽培了5類(lèi)25種植物，其中包括小麥、馬鈴薯、甘薯等糧食作物，大豆、花生等油料作物，生菜、莧菜、小白菜等蔬菜作物，草莓和櫻桃番茄等水果植物，鐵皮石斛、辣木等功能植物。

    參試志愿者從2015年5月起面向全社會(huì)開(kāi)始招募，經(jīng)過(guò)了資格審查、臨床醫(yī)學(xué)、心理及神經(jīng)測(cè)評(píng)、心理會(huì)談共4輪選拔，最終從2110人中選拔出主備份共8名志愿者。此次“太空180”進(jìn)艙的志愿者為3男1女，唐永康、仝飛舟為中國(guó)航天員中心科研人員，羅杰、吳世云為社會(huì)公開(kāi)招募。

    為瞄準(zhǔn)未來(lái)人類(lèi)深空探測(cè)和星際駐留任務(wù)，中國(guó)航天員中心從1994年起開(kāi)展受控生態(tài)生保技術(shù)預(yù)先研究，并于2012年12月在北京航天城內(nèi)成功舉行了2人30天受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗(yàn)。2013年9月，中國(guó)航天員中心和深圳市政府開(kāi)始進(jìn)行探索性合作，由深圳市太空科技南方研究院組織、航天員中心提供技術(shù)支撐，共同完成這項(xiàng)試驗(yàn)，并得到中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華大基因研究院等9家國(guó)內(nèi)單位和法國(guó)國(guó)家空間研究中心、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院、德國(guó)宇航中心等6家國(guó)外單位共同支持參與。

試驗(yàn)艙中的新奇生活設(shè)備：

3D食物打印機(jī)

    在“太空180”試驗(yàn)項(xiàng)目中，出現(xiàn)了以制作食物為主的3D打印機(jī)。那么它究竟是怎么“打印”出美食的呢？

    “打印”食品主要是調(diào)料、調(diào)水和調(diào)溫，必須要達(dá)到一個(gè)最佳調(diào)配比例，才能夠最終成型?？蒲腥藛T將面粉和水分別注入3D打印機(jī)，輕輕一按，一份月餅就開(kāi)始制作了。

    與平常的3D打印機(jī)不同，這款3D打印機(jī)可以通過(guò)溫度控制，在原材料出口就進(jìn)行多次加熱，這是整個(gè)食物打印機(jī)的關(guān)鍵。打印的同時(shí)，面粉的香氣已經(jīng)散了出來(lái)。

    隨后，科研人員將調(diào)好的蓮蓉餡兒放進(jìn)月餅中間，再覆蓋上層層面粉；最后，印出一個(gè)漂亮的圖案……十分鐘左右，一個(gè)月餅就制作完成了。

    在試驗(yàn)艙內(nèi)，用3D打印技術(shù)制作食物，最主要的考慮并不是基于美味。實(shí)際上，這是在探索未來(lái)人類(lèi)在太空生存時(shí)，如何能夠最大限度的利用食物原材料，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的食物保存。假若3D食物打印機(jī)在未來(lái)真的可以出現(xiàn)在太空探索當(dāng)中，就可以節(jié)約大量的物資供給。

    試驗(yàn)核心要素：

    人的健康安全

    “太空180”試驗(yàn)的測(cè)試目的之一，是為航天員長(zhǎng)期飛行及外星駐留做好充分準(zhǔn)備，而人的健康、安全，是試驗(yàn)的核心要素。

    參試志愿者既是艙內(nèi)試驗(yàn)的執(zhí)行者，同時(shí)也是試驗(yàn)的一部分。研究人在長(zhǎng)期密閉環(huán)境中生理和心理的變化，便是此次“太空180”項(xiàng)目的一個(gè)重要內(nèi)容。

    在試驗(yàn)開(kāi)始前，科研人員要對(duì)志愿者進(jìn)行各種醫(yī)學(xué)測(cè)試，如心電、腦電、血液等。這些數(shù)據(jù)將與他們未來(lái)艙內(nèi)生活的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析對(duì)比，用來(lái)驗(yàn)證長(zhǎng)期飛行的密閉環(huán)境，對(duì)人的各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響。

    科研人員也要通過(guò)各種技術(shù)手段，為志愿者的生理和心理健康保駕護(hù)航。

    體育鍛煉是密閉艙內(nèi)保持健康必不可少的一環(huán)，在未來(lái)真正的太空探索過(guò)程中，也十分重要。試驗(yàn)中，除了安排常規(guī)的跑步機(jī)、自行車(chē)之外，他們還將太極拳引入了體育鍛煉計(jì)劃，以研究傳統(tǒng)體育項(xiàng)目對(duì)特殊環(huán)境下人生理和心理的調(diào)節(jié)效果。

    而且，試驗(yàn)還引入心理專(zhuān)家，在艙外通過(guò)對(duì)志愿者的觀察，來(lái)進(jìn)行心理疏導(dǎo)。

    不正常的“太空”生活：

免水洗浴

    在航天員的太空生活中，會(huì)有很多人們無(wú)法想象的困難和不便，而這些不便利，人類(lèi)究竟能否適應(yīng)？就要在地球上盡可能地通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，比如在地面上很簡(jiǎn)單的事情——洗澡，一旦到了太空，就會(huì)發(fā)生想象不到的變化。

    為了驗(yàn)證人在長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受無(wú)水洗浴的心理變化和生理的適應(yīng)性，“太空180”試驗(yàn)將免水洗浴作為一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目引入，4名志愿者將面臨90天無(wú)水洗浴的挑戰(zhàn)。因?yàn)樵谔帐е丨h(huán)境下，水是飄浮狀態(tài)，因此航天員很難享受到地面上這種洗浴模式，而且在太空環(huán)境下，水資源相當(dāng)珍貴，需要循環(huán)利用，所以國(guó)內(nèi)外都是通過(guò)無(wú)水洗浴的方式，為航天員進(jìn)行身體清潔。

     進(jìn)艙儀式現(xiàn)場(chǎng)的特別客人：

《航天員》雜志

    當(dāng)時(shí)，進(jìn)艙儀式開(kāi)始之前，她就在那里，與媒體朋友們一起，等待著志愿者亮相。