核心提示：5月20日上午10點18分，在眾人的掌聲中，“月宮一號”的艙門緩緩開啟，謝倍珍、王敏娟和董琛3名志愿者先后走出艙門。一臉微笑的他們一出艙門就向大家送上了“禮物”，那是他們的勞動成果，一包包蔬菜和糧食，里面有毛豆、胡蘿卜、生菜、空心菜、玉米、小麥……這標志著長達105天的密閉實驗取得了圓滿成功。
那么，月宮一號是什么？它如何運作？此次試驗又有什么意義呢？
“月宮一號”二期結構示意圖
“月宮一號”是什么
“月宮一號”是一個類似地球生物圈的小型生態系統，是北京航空航天大學生物與醫學工程學院劉紅教授帶領團隊，集成10年來的研究成果構建的我國第一個、世界第三個生物再生生命保障地基有人綜合密閉實驗系統。
為什么要建“月宮一號”呢？這是人類長時間、遠距離太空探索的前提。航天員離開地球，要在遙遠的太空中生存，離不開氧氣、水和食物。而在我國神舟系列飛船里，航天員吃的食物只能一次性攜帶充足，不能再生。即使是長期在軌運行的國際空間站，也必須定期進行物資補給。
然而，如果人類在未來進行更長時間、更遠距離的太空探索，例如建設月球基地、火星基地等，由于路途遙遠，食物完全通過攜帶儲存供給或進行地面定期補給，將變得十分昂貴且很難實現。在劉紅看來，最行之有效的解決辦法就是依靠“生物再生”的方式，在地外天體或者宇宙飛船中，構建一個類似地球生物圈的小型生態系統。
科學家們把這樣一個小型生態系統稱為“生物再生生命保障系統”。它通過構建由植物、動物、微生物組成的人工生態系統，讓人類生活所必需的物質在系統內循環再生，為人類提供類似地球生態環境的生命保障。在這樣一個系統真正飛向太空之前，需要在地面構建一個一模一樣的系統，進行一系列集成試驗研究，為將來人類真正在太空居住提供保障，“月宮一號”——一個模擬生態系統就應運而生了。
中國科學院微生物所研究員劉志恒也認為：“這項實驗的成功，為我國未來開展進一步的深空探測活動進行了有益的嘗試?！?br />再造一個小型世界
“月宮一號”分兩期建設，目前建成的一期包含了一個植物艙和一個綜合艙，總體積約300立方米，可以為3位志愿者提供生命保障。
植物艙為60平方米，艙內設計了三層立體栽培，種植面積達69平方米，分隔為兩個植物間，可以根據不同植物生長需要獨立控制環境條件。綜合艙為42平方米，包括3名志愿者的居住間、工作間、洗漱間、廢物處理和昆蟲間。二期建成后，“月宮一號”將再增加1個植物艙，總面積將達160平米，總體積為500立方米，能夠滿足4人更高閉合度的生命保障需求。
在本次試驗中，3名志愿者在“月宮一號”內收獲糧食、蔬菜、水果和黃粉蟲，并進行加工、食用。對于那些廢棄物（如秸稈、人的糞便及食物殘渣等），他們則分類收集起來，經過技術處理后，循環用于植物栽培。
在綜合艙中，人、動物和廢物處理產生的富二氧化碳，經過處理后可送達植物艙，供植物光合作用。而植物艙產生的富氧空氣經過凈化后，又能輸送到綜合艙供人和動物呼吸。此外，植物艙中植物蒸騰作用產生的冷凝水通過處理后，一部分由系統補充微量元素后送到綜合艙滿足人的生活用水，其余與凈化后的生活廢水和尿液一起用于植物栽培。由此，形成一個閉環回路的生命保障系統。
就在這樣一個人造的小型世界里，科研人員和志愿者成功栽培生產出了小麥、大豆、花生、油莎豆、玉米等5種糧食作物，胡蘿卜、豇豆、四季豆、紫葉油菜、油麥菜、茼蒿、馬齒莧、莧菜等15種蔬菜作物和1種水果（草莓）。同時，他們還利用植物不可食生物量（經發酵處理的秸稈）培養黃粉蟲，為志愿者提供部分動物蛋白。
從97%邁向99%
5月22日，3名志愿者走出“月宮一號”兩天后，做了全面的身體檢查?！敖Y果顯示一切正常，有的人身體狀況比入艙前還好，”劉紅笑著說，“比如，進去之前有點高血脂，出來后指標反而正常了。因為他們在艙內的飲食都是遵循科學定制的，里面空氣的PM2.5指數總是1。吃得健康，空氣又清新，身體能不好么?！?br />雖然此次試驗取得了的成功，但劉紅和他們的團隊仍然沒有松懈。在之前的有人實驗中，人正常的活動也會影響艙內環境。以二氧化碳濃度為例，人走到哪里，二氧化碳的濃度就會隨之升高。因此，為了能夠掌握更為精確的實驗數據，科研人員還將進行為期10天的無人實驗，以調整修正參數，為下一步擴建生物艙，進行4人試驗做準備。
“月宮一號”現有2個艙室，實現了在系統內循環再生100%的氧氣和水，以及55% 的食物，總閉合度達97%。但仍有3%的物質，需要從外界輸送進艙。劉紅說：“我們想要將閉合度提高到99%，從而能夠幾乎完全實現艙內的自給自足。在未來的二期試驗中，還要增加一名志愿者入艙，并延長志愿者在艙內的停留時間?！?br />“現在1個植物艙內的種植面積是69平方米，平均到每名志愿者身上是23平方米。增加一個植物艙后，種植面積會擴大，平均每個人是30平方米，供給能力會好得多?！眲⒓t對“月宮一號”的未來充滿信心。（胡逢超）
