星空并不遥远
人民文学 2018年3期
（节选）
2017年12月14日，远在北京、深圳两地的唐永康、仝飞舟、罗杰、吴世云在各自的微信朋友圈中，不约而同发出了一条相似的信息：去年今日，2016年12月14日。出舱！
简单的几个字，平常的一句话，引来朋友圈中一颗颗红心被点亮，排排林立，好似士兵方阵。群中点赞的大拇指跷了又跷。
何谓出舱？出的又是什么舱？4人到底共同经历过什么？
一个对一般人感到陌生的词，在中国航天人的心中却蕴含深意，更赢得无数敬意和欣喜。这一历史性事件的影响，并没有随着时光流逝而变得浅淡，而这次难忘的经历，在唐永康、仝飞舟、罗杰、吴世云的人生中如同永恒光迹再难磨灭。
打造星际诺亚方舟
故事要从两年前讲起。
2015年8月3日，一则消息在各大媒体和自媒体刊出，一时间引起社会和公众的广泛关注：
由太空科技南方研究院发起，深圳市政府和中国航天员科研训练中心携手合作的《绿航星际·“太空生存”挑战180天》项目志愿者招募选拔活动正式上线。项目的全称为“绿航星际”——4人180天受控生态生保系统集成试验，这也是我国航天试验项目首次对社会大众进行公开招募。
试验地点位于深圳龙岗国际低碳城太空科技南方研究院，它是推进我国航天新兴产业发展和航天技术成果转化的重要创新平台。
渴望星际旅行吗？你想当一回“太空移民”吗？
“180天你能做什么？看一本好书？谈一场旷世奇恋？喂马、劈柴、周游世界？你还可以来一次时空旅行。”
如此高大上而又充满诱惑力的科学试验项目一时间吸睛无数。许多航天爱好者纷纷转发消息并评论，成为热议话题。
项目上线后不到5个小时，报名人数已突破千人。
这是怎样的试验？在充满科幻和诗意的科研项目名称背后，有着怎样的挑战？
简单说，就是由4名选拔出的志愿者，在一个精心设计测试、条件有限而严苛的密闭的舱体中工作生活180天，同时按照科学家们的布置，完成生存环境与生命保障方面等诸多任务的一项大型试验。
舱中的全部氧气、水、绝大部分食物等物资和环境条件都要在密闭舱内自给自足。舱中没有自然空气，不见阳光，更没有被很多人视为评价生命有无意义的网络、手机、电视，没有亲人朋友相伴，生活简单规律甚至刻板如苦行僧……
这一切让人望而却步又满怀遐想。
不错，航天人正是要完成一项考验科技水平、挑战人极限的任务。
科学不是盲目地蛮干，一切都有严谨的理论和技术支撑。让我们看看试验蕴藏着怎样的科学含金量，又为什么要进行这样一项试验。
一颗距离地球最近距离约为5500万公里，最远距离则超过4亿公里的红色星球——火星，早已跃入人类视线。火星体积不到地球的1/6,质量仅是地球的1/10，和地球一样拥有高山、平原和峡谷等多样地形，有大气层，但非常稀薄。火星表面气候干燥、寒冷，有时会刮起持久的红色尘暴。由于距离太阳遥远，单位面积所接受到的太阳辐射能只有地球的43%，因而平均温度很低，昼夜温差可达上百摄氏度。赤道附近的昼夜温度为20度到零下80度，而最寒冷的极区昼夜温度却只有零下70度到零下140度。虽然环境恶劣，但科学家仍以谨慎的态度做着筛选。在行星或卫星上，液态水的存在被认为是生命存在的最根本条件。科学家从众多的火星探测器发回的信息断定，火星不仅曾经有过水，现在也还有大量固态水以冰的形式存在。虽然没有直接证据表明火星生命的存在，但美国航空航天局（NASA）的科学家和大学学者首次在火星大气中检测出甲烷。这意味着，从生物学意义上说，火星可能有生命，从地质学意义上看，火星依然活跃。因而，在地球资源日益减少、环境不断恶化的背景下，火星被认为是未来人类最有可能移居的太空家园。
从地球到月球只需3天，而地球到火星最少也需要180天。人类如何在密闭的太空舱体里度过180天？这个试验正与此相关。试验探索的是人与环境的关系，将为人类搭建太空的家积累丰富的测试数据。
人类要开辟新的太空家园，首先要解决生存问题。住在哪里？呼吸什么？吃什么？喝什么？人在密闭隔绝条件下会遇到哪些问题？怎样保障人的健康？试验正是瞄准这些探索目标而设置的。
要在一个密闭舱中全部实现氧气、水、绝大部分食物等物资和环境条件的自给自足，需要复杂的试验系统。它统称为载人航天器环境控制和生命保障技术。
从人类离开地球飞向太空的那一天，从未离开过这一技术。随着人类迈向太空的脚步越来越深入，飞行时间越来越长，这项技术也在不断升级变化，迄今已进入第三代的研制。
第一代环控生保技术面向短期飞行。氧气、水、食物等所有生命保障物资都要从地面带上去，废物不循环。我国已经完成载人航天任务的神舟飞船应用的就是第一代技术。
第二代面向中长期飞行，空气、水实现太空舱内的再生循环，食物仍然需要补给，目前应用于空间站。
第三代技术适用于人类探索地外星体，并驻留在外星表面的载人航天任务。它通过建立一个封闭受控的生态环境，为人类提供所需的大气环境和生命保障物资。这就仿佛在人类外星的家园，形成动植物培养、大气、水的高效循环再生，人生存所面临的基本问题都要在这里解决，最大幅度减少载人航天任务的物资补给。
从20世纪60年代开始，人类对于火星的探索一直没有间断。美国、俄罗斯等国家曾先后启动了很多火星探测项目。到目前为止，人类共向火星发射了40多个探测器，但2/3都以失败告终，可见火星探测的艰辛。就在2017年4月22日，中国火星探测任务正式立项，我国将于2020年前后发射火星探测器，展开首次火星探测。而在距离人类最后一次登月45周年之际的2017年12月11日，美国总统特朗普签署最新指令，美国将重返月球，为未来的火星之旅做准备。
这一切告诉我们，人类登上火星的探测之旅将不再遥远。
此前，与载人登火星相关的最为著名的试验是由俄罗斯组织、并有多国参与的“火星-500”项目。它是人类首次模拟火星载人航天飞行试验。目的是试验在模拟太空长期密闭环境下，航天员的心理和生理状态，以及工作的能力。“火星-500”试验全程520天，前250天模拟飞往火星，中间30天登陆火星，最后240天返回地球。参与试验的是来自4个国家的6名志愿者。其中俄罗斯3人，中国、意大利、法国各1人。中国航天员科研训练中心的教员王跃经层层选拔获得代表中国参与项目的机会。
2010年6月3日，“火星-500”项目在俄罗斯国家航天基地正式启动，6名男性进入由医疗舱、生活舱、公共活动舱（工作舱）、火星着陆模拟舱组成的约243平方米、550立方米的密封舱，吃航天食品，搭配不大的实验温室内种植的生菜、萝卜和卷心菜等绿色蔬菜，呼吸与地面一致的循环空气，模拟除了失重状态外，往返火星的全过程。此外，还有一个体积达1200立方米的火星表面模拟器，此舱仅在志愿者模拟火星出舱时开放。这期间，在有限而密闭的环境里，如何保持健康的心理和生理状态，是试验的主要研究方向，更是志愿者面临的最大挑战。2011年11月4日，6名志愿者在经过长达520天试验后，成功走出试验舱。
而“绿航星际”——4人180天试验作为人类挑战深空生存项目的大型试验，与以往封闭试验相比，更有工程可操作实现性。它最大的难度，也是与“火星-500”项目不同的地方，在于密闭循环的舱内与人生存相关的植物、空气、水等实现的物质自循环。
神奇而严密复杂的循环系统是怎样实现的？简言之，就是4个人如何在180天里，实践吃喝拉撒的再生循环生活模式，并通过对水、空气、食物的再生处理，为人类在外太空健康自如地生活开辟道路。
我们先来探访这个神秘而又充满科幻感的试验平台。
在布满蜂巢格纹图案的地面上，静静伫立着乳白色的舱体群，最高处有3层。试验平台由8个舱体组成，分别由4个植物舱、2个乘员舱、一个生保舱和一个资源舱组成，占地面积370平方米，总容积1340立方米，包括环境控制、循环再生、测控管理环境控制、循环再生、测控管理3大类14个子系统。可以满足多人超过一年以上的受控生态试验。
人的生存离不开食物，植物是整个循环的核心要素。志愿者将变身“太空农民”，在4个植物舱体种植小麦、马铃薯、甘薯、大豆、花生等粮食作物和油料作物，并搭配种植生菜、小白菜、油麦菜、黄瓜、小葱等蔬菜作物，同时，还会种植草莓、樱桃、番茄等水果作物，并栽种铁皮石槲、辣木等功能植物，共5类25个品种。他们还要完成螺旋藻等微藻和菌类培养，植物栽培总面积达到260平方米，以此保证志愿者得到稳定的生鲜食品供应。
植物是科学家精心选择的，考虑的因素有膳食营养能力、生长周期与速率、产氧和净化二氧化碳能力、易栽培、易收获、易烹饪加工，还有口感、多样性和相容性等多方面综合选定。其中，种植面积最大的小麦主要以水培方式进行栽培，其余作物以基质培养的方式进行栽培。
植物经过红、蓝、白光源照射，通过光合作用吸收人呼出的二氧化碳，释放氧气。随着植物生长周期不同，植物氧气供给量也不同。当氧气不足时，舱内的电解制氧装置可以将水分解制成氧气，将舱内含氧量调节到最优。而植物吸收不了的二氧化碳和有害气体，则通过有害气体滤除装置去除。大气循环系统是“绿航星际”4人180天受控生态生保系统集成试验重点研究的关键问题之一。从空气参数监测、大气循环到空气净化，志愿者要用180天的密闭隔离，来验证未来人类长期太空驻留的一些前沿技术。在试验中，气循环的闭合度要达到100%。
除了试验开始前，科研人员提前储备的水，在180天中，志愿者的饮用水主要来自植物蒸腾产生的冷凝水。而人产生的生活废水和尿液等则通过废水处理系统进行净化处理供给植物。试验中水的循环度可以达到90%以上。
植物的可食用部分，被志愿者吃掉，提供人体所需营养。其中食物循环闭合度要达到70%，而不可食用部分和人产生的粪便将一起进入固废生态化处理系统，处理后作为有机肥料供给植物。植物的秸秆部分等不易降解的部分会进入另一个固废高温氧化处理系统，变为灰分和二氧化碳，同样供给植物。试验中固废循环闭合度要大于60%。
总之，经过科学家精密的设计和测试，整个试验要实现以最小的物质能量代价，达到适宜人生存的最佳的物质能量转换之间的平衡。
“平衡”看似简单，实现起来并不容易。
据资料显示，国外开展过的类似的受控生态试验有著名的“生物圈”2号实验。“生物圈”2号是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工封闭生态循环系统，为了与“生物圈”1号（地球本身）区分而得此名。其研究目的在于生态与环境研究，帮助人类了解地球生态运转模式。它利用其地面自然环境，进行密封。占地12000平方米，容积达141600立方米。它实际上实现的是不完全的闭合状态。在能量、信息上都有开环，比如利用太阳光照射，透过玻璃结构供植物进行光合作用，志愿者也可以收看商业电视节目。但是在进行能量转移时，是不允许内外流体进行任何形式的交换或混合的。在当时，“生物圈”2号无论从规模、技术难度和复杂程度，以及所取得的效果来看，都堪称人类科学史上的一大杰作，也因此受到国际上的普遍关注与赞赏。
1991年9月26日，4男4女共8名科研人员首次进驻“生物圈”2号，1993年6月26日走出，停留共计21个月。在实验中，研究人员发现：“生物圈”2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例，无法自行达到平衡；“生物圈”2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环；多数动植物无法正常生长或生殖，其灭绝的速度比预期的还要快。经广泛讨论，确认“生物圈”2号实验失败，未达到原先设计的预定目标。
科学家总结了实验失败的原因：除了二氧化碳多、氧气少、水循环失调等原因以外，生物种类关系的失调也是重要的原因。
虽然“生物圈”2号计划实验目标并未达成，但给人类上了很好的一课：大自然并非我们想象的那样简单，复杂巨大的系统关联中，可能每一缕轻风都是生命不可或缺的；人不是万能的，人类要依赖地球存活；人类要懂得顺其自然，要珍惜大自然的一切，才能与地球万物持续发展。
它与“绿航星际”试验目的不同，“绿航星际”重在未来工程可实践操作性，因此闭环程度要求非常高。只有把人、物质、微生物和环境的相互关系摸透了，才能对将来的工程设计发挥作用。
试验舱就像为未来星际旅行打造的一艘诺亚方舟，可以保障乘员在舱内工作、生活、种植、锻炼、娱乐、医疗监测和保障。
2015年上映的美国科幻大片《火星救援》，片中由马特·达蒙饰演的唯一幸存者、植物学专家沃特尼，依靠自己的力量自制肥料种植土豆获取生存，来等待几年后地球救援的情节至今令很多人记忆犹新。如果他能看到这个试验，该多羡慕这些中国同行丰富的食品供应。
也因此，“绿航星际”试验是迄今为止国际同类试验中，持续时间最长、闭合循环程度最高、跨领域试验项目的一次受控生态生保系统集成试验。
超凡180战队
科幻与科技的发展历来有着扯不断的联系，科幻之光最终照进现实的城堡。
还顾不上感叹时间的匆忙流逝，夏天就安静地坐在了你面前。在北京航天城紧张备战天宫二号与神舟十一号载人航天飞行任务的同时，在南国深圳太空科技南方研究院，由航天员科研训练中心主持的“绿航星际”4人180天试验也进入倒计时。
航天人倾力描绘、呼应着动人图景。
2016年5月27日，密闭生态循环系统试验平台通过验收。它预示着中国载人航天在探索第三代环境控制和生命保障技术的道路上迈上了新台阶。
参加这项工作的团队，被称之为“180战队”，团队成员被称为“坚强战士”。他们中有刚出校门初出茅庐的硕士博士；也有两鬓斑白的资深专家学者；还有一线实践经验丰富、沉稳且善于攻坚克难的三四十岁的中流砥柱。几年来，从北方到南国，他们一路步履匆匆。深圳，被称为最具创新活力的城市，许多来此的人都希望领略它的风采，然而，这些心怀创新激情的科技精英，很多人虽说已来过数趟，甚至一待几个月，但都没有时间逛一逛，甚至连研究院周边也很陌生。赶项目就是抢时间，就算知道投入其中，必定会面临没完没了的加班，工作生活条件尚处初建，还不完善，甚至简陋，有时还需要下地沟、上吊顶，但参加团队的激情还是有增无减，义无反顾。
按照大部分人的认知，激情是稍纵即逝的，然而对于他们，干前人没有做过的事、瞄准科学制高点、站上世界前沿是他们激情燃烧的持续动力，足以忽略和抵御其他一切侵扰和诱惑。他们一起走过平台系统联调、4人1天试验、30天植物培养预实验和4人10天试验阶段，穿越过一道道险隘，只为做最充分的准备，将问题出现的风险控制到最低。
试验大厅的标识牌每天都在更新着进舱时间，每一次更新都凝聚着试验团队的心血和汗水。
刚刚离开航天员岗位的李庆龙，便接到新的任务——担任深圳项目总指挥、“绿航星际”4人180天试验队长。此时，一切还都是纸上蓝图，如何牵头把项目落地，搭建先进的试验平台，确保试验成功？这是三年多来时刻萦绕在他脑海的大事。喜欢挑战的李庆龙将这些视为他人生的再一次起飞。20年前，他和战友吴杰凭借艰苦勤奋的学习、坚忍顽强的毅力，一年时间完成了本要经过4年才能完成的严苛训练，以优异的成绩，取得俄罗斯加加林中心颁发的国际航天员合格证书，以“完美”创造了奇迹。20年后，换了工作，转变了角色，可他执着于航天的初心不改。3年的时间，他砥志研思，穿梭于日月间，蚤谋先定，终于看着项目从一无所有到落地开花，直至花团锦簇，又一次为挑战交出完美答卷。
随时出现在试验平台各个角落的一位中年女性，短发齐耳，面容亲和，一口标准的普通话，声调永远不疾不徐，却透着权威，她就是在此坐镇指挥的试验技术总负责人李莹辉，航天员系统副总师，航天医学基础与应用国家重点实验室主任。李莹辉身上光环众多，是我国航天医学领域责任专家，在国际航天医学领域颇有影响力，曾主持我国多项航天医学空间实验，以及“火星-500”等国际合作等重大科研任务，创下多个国际国内纪录。空间生命科学在李莹辉看来神奇玄妙，令她流连忘返：“对我来说，细胞就是我的孩子，她是哭着、笑着，还是皱眉头，我都能看得懂。”
试验系统庞大，环节众多，有诸多不可控因素，随便哪一个都有可能导致试验中止失败，李莹辉和她的同事们承受着极大压力。任何一个数据、文件、材料都要求如剥茧抽丝般严格，必须客观、精细、准确、全面。
资源太有限，根本没有机会重来。绝不能因为试验条件的一个小疏漏，导致整个试验结果不可信，他们输不起。
试验队的科研人员把全身上下的发条紧了又紧，将属于普通人的生活和情感通道暂时屏蔽。环控生保系统的负责人余青霓的宝贝儿子即将高考，为了试验，她只有把孩子交给丈夫，只能在电话中和儿子互相鼓励，加油打气。专家傅岚几年前因为超负荷工作，患有严重的心脏病，为了解决试验平台的关键技术问题，日夜攻关，忽略了身体早已发出的警报，再次病倒在工作现场。队员张良长的妻子从怀孕到孩子出生正是他在深圳现场最忙碌的时候，根本无法陪伴妻子，试验开始不久，他们的孩子出生了，抱着初生的婴儿，张良长既欣慰又愧疚。
“180战队”在“全力以赴”上层层加码，不给自己任何退路。工作也得到了家人的支持和鼓励。追求完美和极致的李莹辉在女儿眼中也是一位了不起的母亲，在女儿的题为《女神力量的源泉》的文字中她是这样的形象：
一个职业是大科学家的妈妈；一个爱买衣服却不爱整理收纳的妈妈；一个从来不肯承认自己处于更年期的妈妈；一个工作到三点仍六点起床为我做饭送我上学的妈妈；一个无论遇到多少困难但依旧笑颜如花的妈妈；一个时常以身施教要求我感恩大度的妈妈；一个热爱生活更热爱家庭的妈妈……
再复杂的系统最终也需要人的参与和检验。人才是试验的重要主体。
人要在密闭环境下工作生活180天，还必须保障他们的健康安全，这对科学是突破常规，探索创新，对人是挑战心理生理极限，一个天平的两端终要达到平衡。
什么样的人能够胜任，也是试验研究设计者思考最多、颇为谨慎的问题。
考虑到试验涉及学科众多，需要相关专业背景，更需要有一颗真正热爱航天并愿意为之付出的心，仅有热情和理想是远远不够的。因此，除了面向社会招募，航天员科研训练中心和深圳太空科技南方研究院的科研人员也是此次选拔志愿者的重要方向。选拔从2015年5月就开始了，比社会招募上线时间早3个月。
志愿者经过了资格审查、临床医学、心理及神经测评、心理会谈4项多轮次的层层选拔。极尽细致的医学检查好像探照灯般深入到你的每一寸肌肤、每一个毛孔甚至每一个微小细胞。
选拔过程非同一般。仅临床医学检查就有三轮，一轮比一轮更深入。很多检查都是一般人没有见过也没有听说过的。睡眠监测时，头上戴着电极帽，在一个陌生的地方睡一晚，翻个身都不容易。有的人本身睡眠不错，但在这样的场景下，戴着这副装备，也很难睡好。有一个项目是检查大脑异常放电现象，人戴着电极帽坐在那里，看起来简单，可是有些人就没有过这关。
在舱中生活，要持久面对高分贝的噪音环境，听力测试尤为重要。心理测试也很复杂，除了多份心理问卷，还要进行操作、访谈，以测试志愿者的注意力、心理相容性、协同配合能力。
选拔测试的其中一项是精神科专家访谈。“精神科”一词比较敏感，令很多参选人不由自主地有些紧张，连运动员出身，心理素质极佳的仝飞舟也不例外。“屋里一个专家一个个问题抛给你，另一个在旁边一边观察一边记录，氛围不自觉就紧张起来。虽说问题都不难回答，但是不知是怎样的判断标准。”
选拔不仅要选拔出健康人，还要把一些可能在极端环境下，身体潜在的可能被激发的疾病排除在外。每经过一轮选拔，都要经过专家评审。最终，从2110人中选拔出主、备选共8名志愿者。最终担任进舱任务的志愿者为3男1女，他们中既有航天员科研训练中心的工作人员，也有来自社会招募其他领域的专业人员。
01号唐永康，担任指令长，是中国航天员中心科研人员；02号罗杰，1986年出生，是来自深圳农科集团的科研人员，试验中作为植物专家，负责舱内植物的种植和维护，全面记录植物的生长数据；而1988年出生、毕业于机械工程专业的吴世云，作为03号，负责舱内机电设备的操作维护和管理；舱中唯一的女性志愿者仝飞舟，是航天员科研训练中心的教员，她作为04号，负责舱内医学试验测试、生活照料，同时还要指导其他志愿者进行体育锻炼等工作。
因为舱内工作涉及专业领域多，试验项目复杂，他们不仅要独立完成分配的工作，还要能互为备份，备不时之需，所以培训工作必不可少。长达半年的培训时间，他们每天的工作日程被排得满满的。从机械操作，植物种植照料、收割，医学实验，到抽血做超声检查，甚至连做饭、洗澡都要进行培训。
为了让来自不同地方的志愿者尽快彼此熟悉了解，他们被安排在一套公寓朝夕相处了近两个月。
回忆起培训的日子，仝飞舟的感受就是“分身乏术”，每天的活儿加班加点都干不完。医学项目有16个大项25个小项，最终由她负责在舱内落地执行，是项目终端。每个项目的技术负责人每天跟在她身后，说得最多的一句话就是“你再把我的项目熟悉一遍吧”。说得诚恳，又都是为了一个目标，望着他们渴望的眼神，再累也不能拒绝。倒是让每天负责安排培训计划的教员犯了难。
作为唯一的女志愿者，仝飞舟为了试验，没少躲起来哭鼻子。哭的原因各不相同：有累得哭，每天忙到头脑发木，透不过气；有委屈得哭，分身乏术，渴望理解；有着急得哭，要学习的内容太多，觉得自己笨；有感动得哭，每天即使工作到深夜，总有科研人员陪在身边，保驾护航。每次哭过之后，她的心里也越来越有底。
她也没少挨过训，可越挨训，她越感激。因为漏洞和不足，被越早指出来，越早纠正，进舱后犯错的隐患就越能早排除，她心中更加踏实。
除了正常的培训，有心的仝飞舟还早早做起准备，给自己加小灶。
抽血和超声检查是仝飞舟必须掌握的两项技能。可她之前并无一点医学背景，怎么办？她利用在学校专业学习的机会，和同学互相练习，两个胳膊轮流每天抽，血管扎漏、胳膊上青一块紫一块是常有的事。她还进行全家总动员，家里的每名成员都成为她练习的对象，8岁的女儿也勇敢地撸起袖子，抬起小胳膊，冲着她说：“妈妈，扎这里，扎这里。”为了掌握好这门技术，她寻找一切机会，见习操作不下百例。
超声检查是医科大学的一门学科，要在短时间掌握，还要打得清晰准确，仝飞舟和执行神舟十一号飞行任务的景海鹏、陈冬遇到同样的难题。除了多练苦练，没有其他诀窍。她请求在医院工作的亲戚帮忙，到医院专科学习，为了找到实习对象，不仅亲人朋友，她还“软磨硬泡”，把周围的同事都动员起来。
自然，抽血技术和超声检查最终成为仝飞舟手到擒来的专门技艺，不管遇到什么血管，百分之百一针见血抽满所需的量。
看似柔弱的南阳姑娘仝飞舟身上有一种执着的韧劲，这也许和她的经历有关。
[责任编辑 徐则臣]
杂志美编：郭雪艳
专题组稿：梁豪 赵依