仰望星空，在“大罐子”里嘗試擺脫“搖籃”

航天員在遠離地球的太空中能否長期生活？中國“月宮一號”科研團隊14年不懈努力相關研究攀上世界巔峰

新華社電 記者劉婧宇 《自然》雜志2017年度最佳科學圖片中，一幅名為“ISOLATION ZONE”（隔離區）的照片中，透過一個泛著紫紅色光的圓形密閉窗口，一名志愿者正在種滿植物的實驗艙中做實驗。這張照片拍攝自“月宮一號”科研團隊。

“從明天起，關心糧食和蔬菜。我有一所房子，面向月球，春暖花開。”這不是類似海子般的抒情，而是“月宮一號”團隊每天需要極其嚴謹地對待的科學實驗——“月宮365”計劃，即在3個完全密閉的圓柱形“大罐子”中生活365天。“月宮一號”是我國第一個、世界上第三個生物再生生命保障地基有人綜合密閉實驗系統，更是世界上第一個成功的四生物鏈環系統。

為了這個實驗，“月宮一號”科研團隊苦心鉆研14載，從“沒人相信”到“成功運行”，終于使我國“閉環回路生物再生生命保障”技術達到了世界一流水平。

癡心——有夢想的人是幸福的

“航天之父”齊奧爾科夫斯基曾說過：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃里。”“閉環回路生物再生生命保障系統‘月宮一號是能與地球媲美的‘微型生物圈，可實現航天員在遠離地球的太空長期生活的目標。”“月宮一號”首席科學家劉紅說。

這是一種當今世界上最先進的閉環回路生命保障技術，是未來月球、火星基地等載人深空探測所需的十大關鍵技術之一。在這個鮮有人關注的領域鉆研十幾載，劉紅不覺得苦。她經常在開學典禮上對新同學說“有夢想的人是幸福的”，希望入學的年輕人有篤定的理想信念并執著追求。在生物再生生命保障技術領域孜孜以求地不停探索，就是劉紅的“幸福”。

劉紅教授是北京航空航天大學（以下簡稱北航）生物與醫學工程學院的博士生導師，也是國際宇航科學院院士和俄羅斯自然科學院外籍院士。她個子不高，披肩發整齊地挽一個發髻，講每一句話都很謹慎。

1994年，劉紅從莫斯科大學獲得環境保護專業博士學位回國后，一直在環境與生態領域探索。1998年，由美、俄、日、加等16國合作的國際空間站開始建設時，我國就希望積極參與國際空間站計劃，但是掌握主導權的一些國家為了防止航天技術的擴散，拒絕中國加入。

回想這段已被塵封許久的往事，劉紅仍憤憤不平：“他們一開始就不想讓我國加入，但是還假惺惺地讓你遞交申請書，讓你把底牌全亮出來然后再拒絕你。”懷著強烈愛國心，這種被排斥的感覺讓她很難受。

看到蘇聯在20世紀70年代研發出的“生物再生生命保障系統”，如同心被撞到一般，劉紅終于找到了自己的興奮點：我這輩子就要做這個！實驗若能實現高度閉合、甚至完全閉合，人類在地外生存就會解決時間、資源等一系列問題。

劉紅和她的團隊瞄準了國家載人深空探測的重大需求，開始了漫長的探索之旅。

恒心——從“沒人信”到“不敢信”

“如果你知道自己要去哪兒，那么全世界都會為你讓路”，這句雞湯文對于劉紅來說，只適用前半句，她知道自己要做什么、要做成什么，但是面對的是障礙重重，沒有人看好這個項目，沒有人知道該從哪里入手。

她一遍遍做實驗，同時如饑似渴地大量翻閱俄文文獻，從有限的相關材料中發現的每一點“蛛絲馬跡”都能讓她興奮。

從零開始，劉紅帶領的“月宮一號”科研團隊不斷改進方向，艙內適用生物篩選從大型動物到蠶，再到黃粉蟲，實驗一步步成型。

探索總是艱辛的，沒有突破之前，劉紅團隊的研究經常被人笑為“紙上談兵”。那些年，去參加國際學術研討會，她在臺上做報告時明顯聽到周圍有不友好的聲音，里面夾雜著嘲笑、懷疑，會議茶歇的時候也沒有人愿意和她交流。面對冷遇，她并沒有一笑了之，而是倔強地轉身，繼續默默埋頭于實驗研究。

“月宮一號”是為測試月球基地的生命保障系統而設計，要將它變為現實，光靠理論和數據是不行的，得有場地，有經費，有人力物力的全套支撐。但在十幾年前，很難有人有如此超前的理念，理解并支持她。甚至有人說：“你這個項目太遙遠，科研經費要顧要緊且能看見成效的項目。”

那段時間，劉紅成了一名“推銷員”，她一遍遍地寫申請、打報告，大會小會上見縫插針地推薦“月宮一號”。

終于在2012年，“月宮一號”項目獲批，實驗艙就建在北航校園內曾經陳列教學用飛機的那塊地上，因為能承受數噸重的飛機，地面承壓能力夠強，可以省去打地基的步驟。

論證，立項，選址，建設，每一步都不易。

2012年，是劉紅有生以來最累的一年，日常教學照常進行，課后不僅得盯著實驗，“月宮一號”實驗艙每一步的建設更得操心。實驗艙內要實現固體物質、空氣和水的三大循環，并且滿足實驗員的長期居住，對設備的要求非常高。在經費有限的情況下，每一分錢如何實現效用最大化，每種設備該用什么級別，如何讓滿足需求的生產廠家供貨……一個個問題接踵而至，毫不夸張地說，她夢里都在琢磨解決辦法。

2014年5月，“月宮一號”成功進行了為期105天的密閉實驗，已經實現很高的穩定性和閉合度，成為世界上首個成功的四生物鏈環系統。當年9月，該項目以排名第三的成績入選“新中國65年十大引智成果”；2015年伊始，“月宮一號”團隊再次榮獲“2014北京榜樣”特別獎。

在國際會議上，劉紅團隊不再被冷落，NASA也專門邀請劉紅去做講座。面對突如其來的熱情，劉紅很淡定，她說：“我只談我們現在達到的技術水平，關于核心技術內容我一丁點兒也不說。”

信心——仰望星空永不止步

每位實驗員在綜合艙內住的都是“膠囊公寓”，臥室約2米長、1.5米寬，一張約1.2米寬的小床就占據了大部分空間，床邊放著一把折疊椅子，靠墻是一個小書桌，墻壁上安裝壁掛式開放儲物柜。

從早晨6點半起床測血壓稱體重開始，一日三餐分工協作，加之每人都有負責的實驗項目，到晚上11點熄燈時，大家都很疲憊。

實驗志愿者高寒將艙內的生活概括為“生存以上，生活以下”：“生存以上”是指這里有生命保障的基礎；“生活以下”，說的是在這里的每一天、每個人做的大事小情，都是實驗，包括情緒波動等一切細節都會轉成數據，所以也就不能簡單稱之為生活。這一切看似瑣碎的積累都是為了將來人類在地外能夠舒適地生活。

“月宮一號”科研團隊會通過電話訪談和分析日志來了解實驗員情緒、需求等心理狀態的變化；艙外有30人組成的科研團隊24小時值班監控，會利用行為表情分析軟件分析艙內實驗員的情緒變化。

當問到二組的艙內實驗志愿者王偉是否焦慮時，她也坦言：“焦慮啊，同年級的都在找工作，實驗時間剛好錯過了秋招和國考。但是我不后悔，進艙后悔一年，不進艙后悔一輩子。”

除夕那天，“月宮365”計劃依然有條不紊地進行。高寒說：“過節不過節，對于我們來說并沒有多大的區別。我們依然要按照日程，完成對植物的日常維護，做健康情緒方面的記錄，空氣、材料、植物、微生物相關的取樣，水處理，固體廢物處理，可靠性分析等等。不過大家也‘螺螄殼里做道場，利用有限的食材做出了四菜一湯的豐盛年夜飯。”

1月26日，“月宮365”計劃進行了260天，也是第二組艙內實驗志愿者連續密閉獨立生活200天，打破了由俄羅斯科研人員創造的在生物再生生命保障系統中連續駐留180天的世界紀錄。今年5月份，“月宮365”計劃結束時，將創造新的世界紀錄。

目前，“月宮一號”科研團隊已經取得了大量寶貴實驗數據，為我國未來深空探測生物再生生命保障系統積累了大量科學數據，也使得我國在航天生物再生生命保障領域走在了世界前列。

一個當初沒有多少人看好的夢想，最終打破世界紀錄，成為國人驕傲，劉紅體會到了生命中“極大的獲得感”。“覺得這半輩子過得真值。”劉紅說，我們的研究從2004年開始到現在，14年間很多青年才俊都投入進來，他們做了非常大的貢獻。有的人留下了名字，更多的人留下的只是一個背影，但大家都一樣高興，“這是我們大家念茲在茲的星空夢。”對于將來的科研，劉紅很有信心：“以終點為起點，我們仰望星空永不止步！”