中國科學家為未來月球基地做準備

儘管中國尚未有載人登月計劃，中國科學家卻已開始為建立月球基地做準備。

在北京航空航天大學一座貌似太空艙的實驗裝置中，三名年輕的研究人員從2月3日至5月20日，在密閉的環境中生活了105天。

三位志願者出艙前和植物的合影

在這裏，他們呼吸着與地球不太一樣的空氣，喝循環淨化水，吃自己培育出來的糧食、蔬菜、水果，還有蟲子，不見陽光，做許多科學實驗，跟家人和朋友通過網絡、電話交流，日子充實又寂寞。

草莓種“月宮”

這個實驗裝置的學名很拗口：空間基地生命保障人工閉合生態系統地基綜合實驗裝置。

“我們認為中國人首先使用它，應該是在月球上，所以起了個通俗的名字‘月宮一號’。”這項研究的首席科學家、總設計師劉紅説。

“月宮一號”是基於生態系統原理將生物技術與工程控制技術結合，構建由植物、動物、微生物組成的人工閉合生態系統，人類生活所必需的氧氣、水和食物，可以在系統內循環再生，為人類提供類似地球生態環境的生命保障。

已投入使用的“月宮一號”一期包含了一個58平米的植物艙和42平米的生活艙，可為三名乘員提供生命保障。生活艙內有卧室、飲食交流間、衞生間和廢物處理間。

劉紅説，“月宮一號”建設的一大難點是密封。整個裝置有9扇門，如何讓這麼多門以及管道、線路都與艙壁密閉曾耗費了很長時間才解決。

由於自然光難以控制，“月宮一號”內全部使用人工光。科學家根據人的營養需求，挑選種植了小麥、大豆、花生等5種糧食，胡蘿蔔、黃瓜、空心菜等15種蔬菜和草莓一種水果。

小麥不僅供給主要的糧食，也供給主要的氧氣。105天艙內的所有氧氣可以循環再生約3次。

實驗人員105天吃的食物中，55%是系統內生產的，45%是外援食物，主要是肉類。

他們還在“月宮”中飼養了一種肉乎乎的蟲子。目前，只有中國在同類實驗中使用了能提供豐富動物蛋白的黃粉蟲。

2011年美國舉行的“人在太空”國際會議上，中國科學家帶了一飯盒用辣椒和花椒炒熟的黃粉蟲，向同行介紹相關研究，引來一羣美國人圍觀。

一開始他們笑話，怎能吃蟲？後來有個勇敢的男生嚐了一口，説味道很好，像炸薯條。那盒黃粉蟲瞬間就被搶光。

不是地球複製品

“月宮一號”與著名的“生物圈二號”是不同類型的實驗。

“以模擬地球生態系統為目的的‘生物圈二號’是失敗的，我們不去重複。”劉紅説。“我們決不是要複製一個地球。地球生態系統經過幾十億年自然形成，所有生物都是平等的。雖然人自認高貴，但對於地球生態系統來説，人和狗其實沒區別。”

“但在我們製造的這個系統中，人就是主宰者，一切都是圍繞人來服務的，人吃什麼才種什麼，根據人對營養、氧氣、水的需求，來篩選各種植物、動物、微生物。通過嚴格的計算，把它們設計到一起。在系統運轉時，還會發生一些偏移，所以要人工調控，保證系統的運轉。”

生物再生生命保障系統（BLSS）

儘管美俄歐一直在開展相關的關鍵單元技術研究，但近年來沒有開展過大型系統實驗。

“很多國家政府認為去外星建立基地還是很遙遠的事，沒有急於在這方面給予大的投入。但實際上這樣一個系統很複雜，裏面每一種生物都很複雜，要將這麼多生物變成一個生態系統，就越發的複雜，所以需要很長時間不斷實驗，才能成熟並用到太空中。”劉紅説。

與月球生活的差距

“月宮一號”與真正的月球基地，差距主要由月球的六分之一重力造成。未來月球基地的工作人員要適應低重力環境下的活動。

此外，月球上比地球高的輻射加上低重力會導致生物系統發生什麼變化，現在科學家還不清楚。

“要弄清這些問題，必須做搭載實驗，我們建議有關部門提供搭載機會。我們會構建兩個一模一樣、迷你的‘月宮一號’系統，一個搭載到月球探測器上，一個在地面上。將搭載的數據與地面的數據做比對分析就可以矯正大系統，這樣地面大系統實驗數據就可以用到月球上了。”劉紅説。

她説，這次實驗的目的是驗證之前理論方法技術，收穫比預期好。但也發現一些問題，下一步要研究改進。

什麼是封閉生態系統

封閉生態系統是一種不與外界進行物質交換的生態系統。儘管地球本身無疑符合這個定義，但該術語主要用於描述相對小的人造生態系統。這種系統充滿了科學趣味，並有在太空旅行（例如空間站或潛艇）中作為生命支持系統的潛力。嚴格地説，一個封閉生態系統不是一個通常意義的封閉系統，因為能量（特別是光能和熱能）能在也必須在這個系統中進出。

生物圈二號

生物圈二號是具有代表性的封閉生態系統。它位於美國亞利桑那州圖森市北部的Oracle地區，是愛德華•P•巴斯及其他人員主持建造的人造封閉生態系統。生物圈二號在持續10個月之後宣佈失敗。