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探秘丨四人在太空密闭舱生活180天  “火星救援”现实上演?

2016-06-16 央视新闻 央视新闻

180天可以干什么呢?是完成半年工作?还是来一场旅行?而对于宇航员来说,180天正好可以从地球到火星。但是人类如何在密闭的舱体里度过180天就成了难题。

日前,由中国航天员训练中心、中科院生态环境研究中心等16个国内外单位共同参与的“绿航星际”4人180天试验将于明天(6月17日),在深圳正式开始不间断封闭测试。试验将为人类未来搭建“太空中的家”,积累丰富的测试数据。

什么是“4人180天试验”呢?就是4名志愿者在一个密闭的循环舱内生存180天,而生存所需的全部氧气、水、部分食物等物资与环境条件都要在舱内自给自足。

志愿者在舱内如何工作、生活?

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进舱之前,首先需经过两道风离门,将身上从外界环境带来的灰尘、微生物吹干净。走过两道风离门后,再打开一道大门,就进入第一个舱——资源舱。资源舱是资源回收的概念。在这里会进行废水、废物处理,还有志愿者们的厕所,这样设计有利于废物直接回收利用。


出了资源舱再向前走,就进入了生保舱。生保舱毋庸置疑,和人的生活保障相关的装置都安放在这里。生活供水系统、电解制氧装置、二氧化碳去除装置设备等一一陈列。此外,还包括粮食加工机,志愿者们可以利用粮食加工机将收获的麦子加工成面粉。


在休息区,微波炉、电磁炉、锅、豆浆机、蒸屉等厨具一应俱全。因为70%食物都要通过舱内自己生产,从原材料到成熟食品都需自己完成的。除了厨房,在卧室,三名男志愿者等休息室用简易移动滑板搭建而成,最大的房间不足4平米,最小的只有2平米。

舱内占据面积最大的区域是植物舱。植物分为水培和基质栽培两种,有小麦等粮食作物,也有生菜、油麦菜、香葱等日常蔬菜,共有各类植物25种,主食、油类作物、蔬菜、水果十分丰富。由于植物舱是密闭舱,所以植物无法获取外界阳光,只能通过人造光源为植物提供光合作用原料。

科幻变现实:“火星救援”上演

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2015年一部讲述星际生存的电影《火星救援》,让不少人身临其境地感受了外星球生存的种种艰难。而在现实生活中,科学家们通过太空180试验,也为人们搭建出了一个模拟星际生存的特殊环境。当科幻变为现实,会有哪些技术在试验中得到验证呢?

  • “居住舱”——人类在外星的家

《火星救援》讲述了执行火星考察任务的马克遭遇意外,未能同自己的同伴安全撤离,而被滞留在荒凉火星,不得不一个人挑战火星生存的故事。在电影中,马克最终能够完成生存大挑战,有几个必不可少的重要因素,首先就是火星居住舱。这个居住舱具有独立的温度、湿度和空气调节功能。马克走入居住舱内,将不再需要笨重的宇航服。居住舱,是马克在火星上生存下来的重要保障,也是人类未来探索火星必须要解决的重要前提。


而太空180试验的舱体功能就如同电影中这个外星居住舱,它不仅拥有独立的生命保障系统,还有起居间和工作站。就如同宇航员在外星球的家。没有它,人们将无法在外星驻留。

  • 生存挑战——水的回收和氧气生产

在电影中,聪明的马克每天计算着自己所需要摄入的热量和水,他甚至不会浪费任何一滴水,在没有任何地面物资的支持下,他自己研发了一套再生水回收系统,尽可能收集火星居住舱内的所有水气,让自己得以生存下去。

而在太空180试验中,在舱内生活的志愿者们是通过舱内配备的回收系统和净水系统,完成水的循环。并且还有舱内植物作为中介共同参与。他们的生活废水、尿液等任何水都被充分利用,一位航天员曾经形象的说过,在国际空间站上,我今天喝的咖啡就源自昨天喝下去的咖啡。通过净水技术,人们的汗液、尿液等废水,都可以被过滤到可饮用级别。


在电影中,火星生存的氧气也来自于水的分解,以点解方式分离水分子中的氧气和氢气,这套技术也应用到了此次太空180试验中。当舱内植物无法供应充足氧气时,系统会启动电解制氧装置,确保氧气的供应。

  • 星际农场——食物的供应系统

《火星救援》中,航天员马克是一位植物学家,他被选中作为航天员登陆火星的原因是为研究火星引力对植物生长的影响,并筛选可以在火星上存活的植物。有趣的是,在太空180试验中,也有两位志愿者是研究植物种植的专家。不同的是,他们种植的条件还是有很大差异。马克面对的火星土壤与地球土壤的物质组成虽然基本相同,但是火星土壤却没有微生物。所以马克把能找到的厨余垃圾桶都储存起来,进行微生物繁殖和培育。而马克携带的一部分地球土壤也对火星种植发挥了重要作用,让地球土壤的微生物感染火星土壤,才能实现在火星种植土豆的梦想。


太空180项目中,大部分食物都是通过水培和基质培养实现的。通过各类营养物质的供应,促进植物的健康生长。不过研究人员表示,他们也将进行一个模拟火星土培育植物的试验。通过复制火星土的成分,与地球土壤进行培育,看一看到底能否成功真的像马克一样,成功培育出植物。而这个答案,只有在太空180试验结束时才能揭晓。

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本期监制/杨继红  主编/李浙

记者/张春玲  编辑/黄元

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