本报记者 郭静原

想象一下，四面隔音的墙壁、单调简易的家具摆设、狭小密闭的空间，仅靠一扇小窗户连接着外部世界，而这也只用作外部科研人员每天递送食物和其他测试设备的通道……

2016年6月17日，一场为期180天的“太空生存”挑战在深圳市太空科技南方研究院拉开帷幕。半年后，4名志愿者顺利出舱，他们经历了什么？这180天的试验又将给人们带来怎样的研究成果？近日，《经济日报》记者对此次“绿航星际—4人180天受控生态生保系统集成试验”进行了采访。

“太空农场”培育循环生态

犹如电影中演绎的太空舱生活场景，这次试验却远远不只一周或一个月的时间。在这180天里，4名志愿者过起了远离尘嚣的“禁闭”生活。

180天，是我国空间站规划的每批航天员的在轨任务时间。如何保证空间站在太空中实现物资的自给自足？180天的太空试验或许将告诉我们答案。

此次试验密闭舱面积370平方米，容积1340立方米，由乘员舱、生物舱、生保舱、资源舱4类8个舱段组成，包括环境控制、循环再生、测控管理3类14个子系统，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。

记者透过小窗向舱内望去，4个生物舱里一片郁郁葱葱，在紫外线的照射下，生菜、小麦、马铃薯等作物长势良好。舱内的植物栽培总面积为260平方米，共栽培5类25种植物，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，还有铁皮石斛、辣木等功能植物，俨然一座“太空农场”。

截至第160天的统计数据显示，25种植物已收获新鲜食物360公斤，仅蔬菜每天就可以提供2公斤。试验负责人、载人航天工程航天员系统副总设计师李莹辉告诉记者，舱内的农业种植成果不仅可以作为食物，还能用于生产氧气、吸收二氧化碳、净化水质，同时对有害气体也具备微量吸收功效。

除了生物舱内的植物培养与光照系统的密切配合，此次试验平台设立的14个子系统都为实现太空舱物资自给自足形成有效保障。李莹辉介绍，生活用水供应系统可以收集冷凝水，经过过滤和灭菌处理后供人使用；废水处理系统可以收集生活废水和尿液，降解其中各类有机物质，使其变为植物营养液，再通过植物生长进入生态循环圈；固体废物生态化处理系统能利用微生物对粪便、餐厨垃圾等进行降解处理，得到的有机肥能供应植物生长所需，产生的废气也能供植物进行光合作用。此外，舱内还包含大气净化系统、应急生保系统等。

星际生活不单单是探索宇宙的未知与神奇，它与人类平常生活的环境差异很大，有着许多令人无法想象的困难和不便。那么，这些不便又该如何克服？

为高效、便捷地处理和利用食物资源，在“绿航星际”试验项目中，出现了以制作、加工食物为主的3D打印技术；为验证人在长时间经受无水洗浴的心理变化和生理适应性，90天免水洗浴考验也作为试验项目被引入……这些试验数据的获得，都将为未来外太空生保系统的研发提供重要的科学依据。

受控生保打造“适人环境”

人类探索太空的脚步从未停歇。随着载人航天事业的持续快速发展，越来越多的科学家们开始关注以最小的物质和能量代价实现“适人环境”在浩瀚宇宙中的构建。

自1994年起，中国航天员中心就开展了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。李莹辉表示，开展长时间、远距离、多乘员的载人深空探测和地外星球定居与开发，是未来航天技术发展的必然方向。而建立受控生态生保系统，是解决其生命保障问题的根本途径。

为保证人在太空环境下的长期生存，保障航天员安全、健康和高效工作，环境控制与生命保障系统的稳定运行不可或缺。本次试验已实现4名志愿者所需氧气、水和部分食物的再生式供给，完成载人试验系统内物质流的动态平衡调控；初步实现了基础环境控制、物理化学再生生保以及生物再生生保等功能系统长期协同运行的有效性、稳定性和安全可靠性，建立了相应的系统控制策略。

李莹辉介绍，航天环控生保技术经历了三次迭代。此前，包括神舟十一号飞船、天宫二号在内的生态生保系统采用的都是第一代航天环控生保系统。第一代技术的氧气、水和食物等物资全部从地面携带，废弃物不循环，主要面向短期飞行任务。

第二代技术以物理、化学再生为基础，可以实现空气、水的再生循环，但食物仍需地面供给。其面向中长期飞行任务，服务于空间站应用。

第三代技术即受控生态生命保障系统，是基于生态学原理，以生物再生为特征，有机融合前两代技术，以物质闭环、运行高效、系统可靠为目标，通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元协同，实现密闭环境体系内食物、大气和水的高效循环再生，为深空探测与星际驻留任务提供人类生存所需要的大气环境和生保物资。

“本次试验是掌握地外星球基地生命保障系统技术的重要开篇。”试验技术负责人、航天员中心环控生保研究室副主任余青霓说，试验舱内的物质闭合度很高，氧气达100％，水达99％，食物达70％，已做到绝大部分的生活所需可依靠舱内的循环再生自给自足。

协作配合圆满完成任务

“舱内生活没有日出而作、日落而息的概念，每天叫醒我们的不是闹钟，也不是清晨刺眼的阳光，而是理想。”随着试验逐渐进行到中期，志愿者们日复一日地按照固定时间节点安排工作，不免感到“压抑”。这个时候，除了自我调节外，看书、娱乐，还有与队友之间的聊天、斗嘴都成为志愿者们丰富日常生活的方式，团队之间的友谊也在不断加深。

在试验中担任指令长的志愿者唐永康负责舱内各项事务的决策，协调调度每日工作，并耐心指导、配合其他成员。由于常常督促别人，他幽默地称自己为“唠叨哥”。经历180天的太空试验，唐永康更加懂得“粒粒皆辛苦”的意义，“太空舱里的食物得来不易，每一份物资的消耗都代表一定能量的投入，它是有代价的”。

此次接受“绿航星际”试验的志愿者为3男1女，唐永康、仝飞舟（女）为中国航天员中心科研人员，罗杰、吴世云为社会公开招募成员。在进舱前，唐永康曾对另外3名队友说：“我们是一个团队，要一起进舱，也要一起出舱！”如今，他们做到了。

漫长的试验中，不仅是舱内的志愿者需要面对陌生的“太空生活”挑战，舱外还有一批负责监测和安保的工作人员全程24小时坚守。由于被试者面临相对长期隔离、不同星球节律变化等情况，对人类生理及心理可能会产生不利影响，本次试验还进一步研究认识了志愿者身处太空试验下的生理学、心理学、行为学和工效学等变化特点和规律，进行了1700余项试验数据的连续采集，同步完成了空间站任务中心理支持、医监医保以及生活物资管理等相关项目的技术验证，还帮助科学家增进了对人类如何适应极地、孤岛等相关极端环境的认识。

持续时间最长，闭合循环程度最高，跨领域试验项目最多，驻留人数最多……与以往国内航天领域组织的封闭试验相比，“绿航星际—4人180天受控生态生保系统集成试验”实现了前所未有的突破。

“此次试验圆满达成预定目标，深化了我国对第三代航天环控生保系统的研究，是发展高物质闭合度生保系统的一次重要工程实践。我也欣喜地看到这支年轻队伍的成长，他们与舱外科研人员大力协同、密切配合，为后续的载人航天及空间站建设积累了经验、筑牢了坚实的基础。”李莹辉说。