6月17日,“绿航星际-4人180天受控生态生保系统集成试验”,也就是近日跃升为主流媒体报道热点的科学事件“太空180”试验,在深圳正式起航。
临近中午,精心挑选的4名志愿者进入试验密闭舱内,开始了为期180天的受控生态生保技术试验验证。
进舱不久,志愿者就开始进入了舱内的工作与生活状态。其中,两名志愿者在植物舱内,做起了护理植物的工作,而另两名志愿者则在生活舱内开始准备午餐。
据专家介绍,这次试验的顺利开展,对建立和发展适合多乘员长时间驻留太空的高闭合度、运行高效、系统可靠的生命健康保障体系的新方法新技术具有重要意义,它也标志着我国自主掌握的受控生态生保技术达到国际先进水平。
受控生态生保技术又称第三代环控生保技术,是在神舟飞船使用的非再生式环控生保技术和未来空间站使用的物理化学再生生保技术的基础上发展而来。其通过人工建立的封闭受控的生态系统,为人类提供生存所需要的大气环境和生保物质。它基于生态学原理,通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协同匹配,实现封闭环境内的大气、水和食物的高效循环再生,建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系,旨在大幅减少地面物资补给需求。
除受控生态生保技术外,试验还将对人与环境相互作用规律进行研究,主要包括长期密闭隔离状态下人类心理生理变化及相互作用、长期密闭环境对人体节律与睡眠规律影响、长期密闭环境下睡眠与情绪调节干预等方面研究,对我国空间站任务中航天员心理支持与评价、生活物资配置与管理等项目进行试验验证。
“太空180”试验中那些你该知道的数据
试验舱由乘员舱、生物舱、生保舱、资源舱4类8个舱段组成;
试验舱包括环境控制、循环再生、测控管理3类14个子系统;
试验舱面积370平方米,容积1340立方米;
试验舱具备开展多人1年以上受控生态生保系统集成试验的能力。
试验以氧气、水、食物和固体废物循环的闭合度将分别达到100%、90%、70%和60%为目标,通过植物培育与管理、废物处理与回用、水循环管理和大气再生与调控多项关键技术,开展受控生态生保技术试验验证。
试验通过自主研制的环控生保系统平台管理系统和人与环境试验数据集成管理系统,大幅提高了试验中数据自动获取能力,通过4种数据获取手段,24类共1706个指标具备全周期追溯、全周期管理、全周期挖掘能力。
科研人员基于能量供应、膳食平衡、口味丰富、身体保健等方面考虑,在舱内栽培了5类25种植物,其中包括小麦、马铃薯、甘薯等粮食作物,大豆、花生等油料作物,生菜、苋菜、小白菜等蔬菜作物,草莓和樱桃番茄等水果植物,铁皮石斛、辣木等功能植物。
参试志愿者从2015年5月起面向全社会开始招募,经过了资格审查、临床医学、心理及神经测评、心理会谈共4轮选拔,最终从2110人中选拔出主备份共8名志愿者。此次“太空180”进舱的志愿者为3男1女,唐永康、仝飞舟为中国航天员中心科研人员,罗杰、吴世云为社会公开招募。
为瞄准未来人类深空探测和星际驻留任务,中国航天员中心从1994年起开展受控生态生保技术预先研究,并于2012年12月在北京航天城内成功举行了2人30天受控生态生保系统集成试验。2013年9月,中国航天员中心和深圳市政府开始进行探索性合作,由深圳市太空科技南方研究院组织、航天员中心提供技术支撑,共同完成这项试验,并得到中科院生态环境研究中心、哈尔滨工业大学、华大基因研究院等9家国内单位和法国国家空间研究中心、哈佛大学医学院、德国宇航中心等6家国外单位共同支持参与。
试验舱中的新奇生活设备:
3D食物打印机
在“太空180”试验项目中,出现了以制作食物为主的3D打印机。那么它究竟是怎么“打印”出美食的呢?
“打印”食品主要是调料、调水和调温,必须要达到一个最佳调配比例,才能够最终成型。科研人员将面粉和水分别注入3D打印机,轻轻一按,一份月饼就开始制作了。
与平常的3D打印机不同,这款3D打印机可以通过温度控制,在原材料出口就进行多次加热,这是整个食物打印机的关键。打印的同时,面粉的香气已经散了出来。
随后,科研人员将调好的莲蓉馅儿放进月饼中间,再覆盖上层层面粉;最后,印出一个漂亮的图案……十分钟左右,一个月饼就制作完成了。
在试验舱内,用3D打印技术制作食物,最主要的考虑并不是基于美味。实际上,这是在探索未来人类在太空生存时,如何能够最大限度的利用食物原材料,实现更长时间的食物保存。假若3D食物打印机在未来真的可以出现在太空探索当中,就可以节约大量的物资供给。
试验核心要素:
人的健康安全
“太空180”试验的测试目的之一,是为航天员长期飞行及外星驻留做好充分准备,而人的健康、安全,是试验的核心要素。
参试志愿者既是舱内试验的执行者,同时也是试验的一部分。研究人在长期密闭环境中生理和心理的变化,便是此次“太空180”项目的一个重要内容。
在试验开始前,科研人员要对志愿者进行各种医学测试,如心电、脑电、血液等。这些数据将与他们未来舱内生活的数据进行综合分析对比,用来验证长期飞行的密闭环境,对人的各项生理指标的影响。
科研人员也要通过各种技术手段,为志愿者的生理和心理健康保驾护航。
体育锻炼是密闭舱内保持健康必不可少的一环,在未来真正的太空探索过程中,也十分重要。试验中,除了安排常规的跑步机、自行车之外,他们还将太极拳引入了体育锻炼计划,以研究传统体育项目对特殊环境下人生理和心理的调节效果。
而且,试验还引入心理专家,在舱外通过对志愿者的观察,来进行心理疏导。
不正常的“太空”生活:
免水洗浴
在航天员的太空生活中,会有很多人们无法想象的困难和不便,而这些不便利,人类究竟能否适应?就要在地球上尽可能地通过试验进行验证,比如在地面上很简单的事情——洗澡,一旦到了太空,就会发生想象不到的变化。
为了验证人在长时间经受无水洗浴的心理变化和生理的适应性,“太空180”试验将免水洗浴作为一个试验项目引入,4名志愿者将面临90天无水洗浴的挑战。因为在太空失重环境下,水是飘浮状态,因此航天员很难享受到地面上这种洗浴模式,而且在太空环境下,水资源相当珍贵,需要循环利用,所以国内外都是通过无水洗浴的方式,为航天员进行身体清洁。
进舱仪式现场的特别客人:
《航天员》杂志
当时,进舱仪式开始之前,她就在那里,与媒体朋友们一起,等待着志愿者亮相。
地址:深圳市龙岗区坪地高桥工业区工业三路龙口工业园2号、5号厂房及宿舍
公交路线:可乘坐978路,B671路,M219路前往坪地同兴工业区,向前行100米即到
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