青春,在「月宮」里閃光
2018年1月26日,「月宮365」實驗第二次換班期間,8名志願者在艙內「會師」。 史 越攝
「在劈波斬浪中開拓前進,在披荊斬棘中開闢天地,在攻堅克難中創造業績,用青春和汗水創造出讓世界刮目相看的新奇蹟!」在紀念五四運動100周年大會的講話中,習近平總書記這樣鼓勵新時代的中國青年,這讓在大會現場聆聽講話的劉慧激動不已。
1987年出生的劉慧,現在是北京航空航天大學生物醫學高精尖中心的博士後,加入北京航空航天大學「月宮一號」團隊已有9年。2018年5月,團隊完成「月宮365」實驗,創造了世界上時間最長、閉合度最高的密閉生存實驗紀錄,標誌著中國在生物再生生命保障技術領域達到世界尖端水平。「月宮一號」團隊也由此獲得第23屆「中國青年五四獎章集體」榮譽。
「我是未來月球上的農民」
2018年5月15日,是劉慧人生中的一個高光時刻。當北京航空航天大學校園中的一座白色圓頂建築——「月宮一號」的艙門開啟,劉慧和另外3位志願者走出艙外,把在「月宮」種植的大豆、小麥、胡蘿蔔、西紅柿、辣椒等,分發給艙外等待的人群。這意味著「月宮365」實驗成功結束。從2017年5月10日到2018年5月15日,共有分為2個乘員組的8名志願者在全封閉的「月宮一號」實驗艙中連續駐留370天,系統閉合程度達98%。
探索浩瀚蒼穹,一直是人類孜孜不倦的追求。一個現實的問題是,當人類進行更長時間、更遠距離的太空探索,宇航員的生存物資就不能僅靠攜帶或由地面補給,必須建設一個「地外生命保障系統」。而在這項技術應用到宇宙空間前,要在地面構建地基模擬實驗驗證系統,「月宮一號」團隊由此而生。
作為中國第一個、世界上第三個空間基地生物再生生命保障地基綜合實驗裝置,「月宮一號」像一個「微縮版的地球生物圈」。總面積160平方米、總體積500立方米的空間內,有1個綜合艙和2個植物艙,艙內僅靠燈光啟閉模擬日出日落,能夠實現4人所需的全部氧氣和水、大部分的食物在系統內循環再生。
有限的空間里,乘員們栽培了5種糧食作物、29種蔬菜作物、1種水果。雖然也是「日出而作、日落而息」,「月宮」里的體驗卻很不同,僅小麥一種作物,每周就要收穫3次。按劉慧的說法:「我就是『未來月球上或者火星上的農民』。」
370天里,志願者們重複「播種、收割和脫粒」這一植物耕作流程160餘次,監測記錄健康數據700餘次,採集2000多個唾液、尿液、糞便樣品以及口腔、材料表面和空氣的微生物樣品,採集廢物處理系統樣品50餘次。此外,志願者們還克服了幽閉環境內「遮窗」「斷電」「延遲出艙」等種種困難。劉慧說,進入「月宮一號」,就像直接把你送到「外太空」,「這絕對是這個世界上最偉大最夢幻的經歷。」
「能夠作為團隊代表現場聆聽習總書記對我們青年一代的要求和囑託,我感到非常榮幸,備受鼓舞,我們一定牢記總書記的囑託,腳踏實地開展研究工作,讓青春在奮鬥中閃光,力爭為航天強國多做貢獻。」劉慧說。
「永久奮鬥的好傳統一點都不能丟」
在地球上模擬建設一個地外星球的閉環生命保障系統,聽起來很酷,難題也不少。自2004年成立以來,在「月宮一號」總設計師、北京航空航天大學生物與醫學工程學院劉紅教授的帶領下,「月宮一號」團隊在十餘年間突破了30餘項關鍵技術。
例如,為了解決「動物蛋白」供應問題,團隊成員從一千多種可食昆蟲中篩選出了富含蛋白質同時易於飼養的黃粉蟲,解決了整個系統的關鍵技術難點。在搭建「月宮一號」期間,室外38度、艙內溫度40度是團隊成員們的常規工作環境,艱苦的工作環境絲毫沒有阻止大家的工作熱情和工作效率,最終「月宮一號」裝置在短短6個月內順利完工。截至目前,團隊累計發表SCI論文100餘篇,主編專著3部,已授權發明專利35項。
除了創新和拼搏,「月宮一號」的團隊成員還有一個特點,那就是青春和奮鬥。這支由北京航空航天大學骨幹教師和碩博研究生組成的科研團隊,現有39名成員,其中35歲以下青年35人,佔比90%。
1992年出生的易越加入團隊已經5年了,他是「月宮365」實驗艙外保障人員代表,主要負責系統內水質監測。作為團隊代表,他也參加了紀念五四運動100周年大會。
「我們青年永久奮鬥的好傳統一點都不能丟,這是我們的信念和責任。」易越一直在從事「月宮一號」項目的轉化技術——基於生物電化學技術的水質綜合毒性預警系統研發。他表示,未來將會深耕細作,進一步完善水質綜合毒性生物電化學預警系統的測試和運行,同時積極探索在北京市實地水質監測試點的可行性,為中國水環境監測事業做出力所能及的貢獻。
「我有一所房子,面朝月球,春暖花開」
「從明天起,關心糧食和蔬菜。我有一所房子,面朝月球,春暖花開。」正如這段團隊成員改編的詩句一樣,多年來,「月宮一號」團隊一直有個「月宮夢」。
成員們還記得,2018年2月15日,「月宮365」實驗進行第280天時正值農曆除夕,艙外實驗人員與艙內乘員志願者無一人缺勤,大家在完成科研任務之餘,一起度過了一個永生難忘的春節。艙內4名乘員用自己種植的食材包了餃子,做了果蔬拼盤和花饃,吃上了「月宮」里的年夜飯。
成員們也難以忘記,2013年,當「月宮一號」建設完成並成功試運轉,受邀來華進行學術研討的外國專家們被這個世界上首個由「人—植物—動物—微生物」構成的四生物鏈環人工閉合生態系統所深深震撼。
2017年12月18日,世界頂尖科學雜誌《自然》雜誌在其官網上發布了2017年最佳科學圖片,共計14幅,「月宮一號」入選。
目前,「月宮一號」團隊已取得大量寶貴實驗數據,使中國在載人航天生物再生生命保障領域走在了世界前列。奮鬥卻仍在繼續。他們一邊等待可以將生命保障系統帶到地外環境測試的合適機會,一邊拓展系統在地面極端條件下的應用性。
「這個項目主要針對月球、火星等地外基地,同時還可以應用於在高原、極地、島礁、深海、深地等具有重要國防或科研價值的極端環境,或者應用於現代農業、環境保護與生態科學研究當中。」據劉紅透露,青海無人區的一個在建科考站,正委託「月宮一號」團隊配備生命保障系統。
易越告訴記者:「我親身經歷了『月宮一號』首次長期密閉實驗和『月宮365』實驗,見證了團隊從國際載人航天生命保障領域的後起之秀,一步步走向世界領先舞台的精彩歷程。作為團隊一員,我感到無比驕傲。對於未來,我比任何時刻都充滿自信,相信這是一個最好的時代,奮鬥是青春最亮麗的底色!」(記者 葉子)
《 人民日報海外版 》( 2019年05月07日 第 01 版)
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