人類自從邁出進入太空的第一步后，就在太空探索中不斷取得進展。不過，想要在太空長期駐留，還需要做出艱苦的努力。
今年6月，“太空180”試驗正式起航，精心挑選的4名志愿者進入試驗密封艙內(nèi)，開始了為期180天的受控生態(tài)生保技術試驗驗證，這也標志著我國自主掌握的受控生態(tài)生保技術達到國際先進水平。
航天員隔絕訓練
“他要在這個狹小密閉的小空間，一個人足足待上5天時間，陪伴他的只有生硬的設備和內(nèi)心的孤寂。”這就是傳說中的航天員隔絕訓練，在“太空180”試驗中，這種“關禁閉”的時間被延長到180天，完成生存環(huán)境與生命保障的諸多任務。
從2015年5月起，這項試驗開始面向全社會招募志愿者。經(jīng)過了資格審查、臨床醫(yī)學、心理及神經(jīng)測評、心理會談共4輪選拔，最終從2110人中選拔出主備份共8名志愿者。此次“太空180”進艙的志愿者為3男1女，唐永康、仝飛舟為中國航天員中心科研人員，羅杰、吳世云為社會公開招募。
研究項目包括長期密閉隔離狀態(tài)下人類心理生理變化及相互作用、長期密閉環(huán)境對人體節(jié)律與睡眠規(guī)律影響、長期密閉環(huán)境下睡眠與情緒調(diào)節(jié)干預等。
封閉受控的生態(tài)系統(tǒng)
試驗中，4名志愿者將在占地為370平方米、總容積為1049立方米的“太空艙”中生活180天。它由4個植物艙、2個乘員艙、1個生保艙和1個資源艙組成，是目前我國最大的空間生命保障系統(tǒng)集成試驗裝置，核心技術為第三代環(huán)控生保技術。
據(jù)中國載人航天工程航天員系統(tǒng)副總師、“太空180”試驗負責人李瑩輝介紹：“這個系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)的復雜性，水、氣、食物是要提供的，重要的是在提供過程中要達到平衡。從食物的生產(chǎn)量到水的處理，一直到廢物的循環(huán)利用，它們之間是一個循環(huán)再利用的關系。要把這關系摸透了，將來我們的工程設計才有用。”
其中，氣的循環(huán)中，通過艙內(nèi)植物光合作用和人類呼吸，保證艙內(nèi)氧氣滿足人的基本需求。當氧氣不足時，電解質(zhì)氧裝置將水分解為氧氣。當植物吸收不了的過多二氧化碳和艙內(nèi)的有害氣體時，則通過艙內(nèi)的去除裝置去掉。
水的循環(huán)中，除了試驗開始前，科研人員提前儲存的水以外，在180天中，志愿者的飲用水大部分來自于植物蒸騰產(chǎn)生的冷凝水。人產(chǎn)生的生活廢水和尿液等，將通過廢水處理系統(tǒng)，進行凈化處理，供給植物。
固廢循環(huán)中，植物除去可以食用的部分，剩余的部分將與人類的糞便一起注入固廢生態(tài)化處理系統(tǒng)，處理后作為有機肥料供給植物。
精心挑選的植物
經(jīng)過3個多月的試驗，在4名志愿者的辛勞工作下，種植面積195平方米的植物艙里，植物經(jīng)過人工光照、播種、灑水、松土，已經(jīng)進入了收獲的季節(jié)。
關于植物的選拔，科學家認為，入選的植物必須能很好地在太空環(huán)境下提供碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素和礦物元素。本次試驗種植的主要糧食作物之一就是小麥，既保障了連續(xù)不斷的食物供給，也能保障氧氣的穩(wěn)定供給。
艙內(nèi)種植的大豆、花生兩種油料作物不僅可以為艙內(nèi)的志愿者提供人體必需的營養(yǎng)元素——脂肪，豆類中富含的植物蛋白也是人體所需蛋白質(zhì)的一個重要來源。
此外，還有生菜、油麥菜、胡蘿卜等在內(nèi)的16種蔬菜，這些滿足4名志愿者每日新鮮蔬果的需求，提供人體所需的維生素和纖維素。而艙內(nèi)種植的草莓和櫻桃番茄酸甜適口，則是艙內(nèi)志愿者食譜中的一項重要調(diào)劑。
此外，艙內(nèi)還種植了2種功能性植物鐵皮石斛和辣木,以豐富志愿者的食譜，并具有一定保健作用。
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