12月14日,唐永康、吳世云、羅杰、仝飛舟4名志愿者邁出密閉艙。至此,此項我國首次主導、16個國內外機構參與的“人與環境”領域大型國際科學試驗——“綠航星際”4人180天試驗取得圓滿成功。
試驗負責人、載人航天工程航天員系統副總設計師李瑩輝表示,此次試驗深化了我國對于第三代航天環境控制與生命保障系統技術的認識,是發展該技術的重要工程實踐。隨著試驗達到預定目標,為未來生命保障技術的預先研究打開了新局面,也為后續試驗研究以及我國空間站任務提供了重要技術基礎。
國內最大“太空農場”成果喜人
本次試驗所用的密閉艙,位于廣東深圳的太空科技南方研究院內,占地面積370平方米,總容積1049立方米,由4個生物艙、2個乘員艙、1個生保艙和1個資源艙組成,其中植物栽培總面積260平方米,是我國目前最大的空間生命保障系統集成試驗裝置。
在此次試驗中,“綠航星際”平臺14個子系統運行可靠,5類25個品種植物茁壯生長,635臺(套)參試設備穩定工作,兩大學科21個參試項目有序實施,實現了兩大學科1700余項數據的連續采集,獲取了大量翔實可靠的試驗數據和資料。
在生物艙內,大豆、小白菜、草莓等作物長勢喜人。據李瑩輝介紹,密閉艙里植物栽培總面積為260平方米,栽培了包括生菜、小白菜等蔬菜作物,小麥、甘薯等糧食作物,大豆、花生等油料作物,草莓和櫻桃番茄等水果,還有鐵皮石斛、辣木等功能植物。它們不僅是食物,還能用于生產氧氣、吸收二氧化碳、凈化水質,同時對有害氣體也有微量吸收能力。
李瑩輝還表示,此次試驗除了植物培養和光照系統,生活用水供應系統可以收集冷凝水,經過過濾和滅菌處理后供人使用;廢水處理系統可以收集生活廢水和尿液,降解其中各類有機物質,使其變為植物營養液,再通過植物生長進入生態循環圈;固體廢物生態化處理系統能利用微生物對糞便、餐廚垃圾等進行降解處理,得到的有機肥能供應植物生長所需,產生的廢氣也能供植物進行光合作用。
“熬”過在“太空”的180天
在這180天里,4名志愿者過起了自給自足的“太空生活”,與世隔絕“熬”了半年。他們不但要經受密閉空間帶來的生理、心理上的巨大挑戰,還要按計劃完成繁重的科學試驗。
此次執行任務的志愿者為3男1女,唐永康、仝飛舟是中國航天員中心的科研人員,羅杰、吳世云為社會公開招募,他們分別是深圳市農業科學研究院和深圳市太空科技南方研究院的科研人員。
作為任務成員中唯一的女性,仝飛舟性格活潑,是大家心目中的“開心姐”,除了完成工作,還讓三位男成員有“口!笨上,她用艙內的植物和蔬菜做出了一頓頓“太空大餐”。
唐永康是此次試驗的指令長,這使他倍感責任重大。他坦言:“與世隔絕的日子,我需要信仰和信念來支撐。”試驗中,他負責決策艙內各項事務,協調調度每日工作。任務進行到中期,成員們的生理心理都進入了疲憊期。唐永康為了幫大家調整節奏,組織大家圍坐在一起,在拌嘴和玩笑中放松情緒。
主要負責照看25種植物生長的羅杰笑稱自己是“農夫”。艙內沒有日出日落,這讓他一度覺得每一天都是挑戰,喜愛讀書的他選擇用看書來戰勝不適。此外,他還常和唐永康在植物堆里談心。
吳世云是公認的“認真哥”,負責整個平臺的運行維護保障,還承擔著大氣、水、固體廢物循環等重任。吳世云說,自己喜歡通過工作來轉移注意力,這樣就會減少被隔離的壓抑感。但最后20天還是成了吳世云最難熬的日子,他感慨道:“要向那些默默付出、辛勤勞動的科研工作者致敬!”
朝地外星球基地生存邁進
隨著人類不斷向深空展開探索,如何在星際空間長期生存一直是眾人關注的焦點?苹秒娪啊痘鹦蔷仍防镌诨鹦欠N土豆的場景遲早會成為現實。此次試驗,正是前瞻性地面向地外星球基地建設、星際生存,探索長期密閉環境下人與環境之間互相作用的規律。
據了解,此前的生態生保系統,包括天宮二號空間實驗室、神舟十一號飛船在內,都是采用第一代航天環控生保系統,這意味著航天員的飲食無法再生,要從地面帶上去。第二代技術以物理、化學再生為基礎,可以實現空氣、水的再生循環,但食物仍需地面供給。其面向中長期飛行任務,用于國際空間站以及未來我國空間站。
而此次試驗屬于我國正在研制的第三代航天環控生保系統,也就是適合多乘員長期駐留的高物質閉合度、運行高效、系統可靠的生命保障體系,其最大特點是“生物再生”——能實現系統內食物、氧氣和水等基本生保物資的高效循環再生,以大幅減少航天任務的物資補給需求,保障深空探測與星際駐留任務。
據李瑩輝介紹,開展長時間、遠距離和多乘員的載人深空探測和地外星球定居與開發,是未來航天技術發展的必然方向,建立受控生態生保系統,是解決其生命保障問題的根本途徑。這次試驗實現了4名志愿者所需氧氣、水的再生式供應,以及部分食物的再生式供給。在密封艙內,氧氣達到100%,水達到99%,食物達到70%,即絕大部分的氧氣、水、食物,都可以依靠艙內的植物來自給自足。(記者 溫慶生 見習記者 章文)



