广州日报:实验的总体设计是什么?
刘红:总体设计就是一共有8名志愿者,我们把他们分成了两组,每组四人,两男两女,然后设置了三班,第一班值班的时间是60天,2017年7月9日,第二组志愿者进舱,进行交接后,第一组志愿者出舱;第二组志愿者值了200天,在2018年1月26日出舱,第一组志愿者进入;第一组再次进入舱内值105天。这样三班合计共365天。
在这365天中,我们完成了相当于从低代谢水平到高代谢水平,高代谢水平到低代谢水平的成员组更替,来演示验证我建立的系统稳定运行调控技术是否可行,如何进一步的发展。这是我们的实验核心,因此我们才会有这样的设计。
针对这个实验,我们此前做了许多其他的实验,比如研究这个系统从开始到结束的微生物的发展演替,过程如何,有何规律。这些都会为今后太空的活动提供非常重要的基础数据。在实验中还研究他们的心理变化,以及哪些措施和技术可以有效改善心理状况等。
广州日报:实验的目的是什么?
刘红:目的在于明晰在不同代谢水平的乘员组合变换、超高负荷冲击、遭遇故障等情况下,生物再生生命保障系统的鲁棒性,进一步验证和完善我们建立的系统长期稳定运行调控技术,并建立该生物系统的可靠性评价方法体系。同时开展在幽闭环境中绿色植物与光协同调控乘员情绪和心理的方法和技术研究、肠道微生物与心理健康的关系研究等。
今后能够用于月球、火星等地外基地、度假村,为其提供生命保障技术,保障人在地外长期自治生存。
目前能做到,水可以100%循环再生,氧气100%循环再生,食物80%循环再生,总体闭合度可以达到98%。“月宫一号”空间基地生物再生生命保障系统地基综合实验装置,是世界上第一个成功的四生物链环的人工闭合生态系统(人——植物——动物——微生物),系统的闭合度和稳定性高于之前的俄罗斯和美国的同类系统,而此前俄罗斯和美国的系统均为“人——植物”的两生物链环系统。
将进行天地对比实验
广州日报:实验遇到的困难有哪些?
刘红:困难肯定很多。无论是技术上的,还是志愿者心理上的,都非常多。当实验遇到了一些困难时,他们在心理上就会有一些波动,然后大家就需要一起来解决这方面的问题。还有一些设想的实验,不能够达到预期的,也需要进行调整。类似于这方面的问题都需要进行研究和解决。
广州日报:这个舱和真实的太空环境有什么不同?
刘红:真实的太空环境与实验环境有些差异。比如月球上的重力与地球会有所差异,辐射环境要比地球高。我们不可能在地面完全模拟在太空中或月球中的环境,这么大的一个系统,也不可能完全模拟辐射的环境。
所以,我们在地面上做了这样大系统的实验,接下来我们就会做小的系统,小型生物再生生命保障系统,一套在地面上,另一套则是搭载在月球探测器或火星探测器上,进行天地的对比实验,通过分析获得矫正参数,用这个矫正参数来取得大系统获得的参数,从而将这些实验获得的参数用于太空基地生命保障系统的设计和运行。
吃草莓是为调节心情
广州日报:“月宫一号”中有多少植物?
刘红:现在有35种作物。核心的就是小麦和土豆,芋头就很少了,这些都是提供碳水化合物的。除此之外,还有大豆提供植物性蛋白的,油莎豆是提供植物性油的,当然还会有别的,但是核心的、大量的就是这些。
此外,就是种植了一些蔬菜,茄子、辣椒、西红柿、豆角、黄瓜等,还有许多绿叶菜。另外还有草莓等水果,是为了给志愿者调整心情,食物中的各种维生素都有,但是吃草莓的感觉和吃黄瓜的感觉,肯定是不一样的。
广州日报:舱内的植物会如何进行栽培保障食用?
刘红:我们叫阶梯半连续栽培。这个实验有一个启动期,在启动期里我们会一批批地栽培。小麦的成熟期是70天,那么每周我们会种三批,到第一批可以收的时候,才会开始做这个密闭实验。密闭了之后,就会每周收三批,种三批,以此类推。这样就能够循环起来,所有的作物都是这个样子,只不过时间有差异。
小麦的种子我们收获之后,再进行一些处理,然后再栽培,是可以循环使用的。有些种子很稀有,在舱内做育种并不经济。