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    月宫一号:如何在外太空长期生存?

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    2021-12-29 21:09:11 66 0

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    本届蓝星球科幻电影周的主题为“迁徙”,人类的迁徙已不再止步于陆地,而是进入浩瀚的太空,那么如何在太空得以生存将是最大的课题。
    北京航空航天大学教授、“月宫一号”总设计师/首席科学家、国际宇航科学院院士刘红在今天的[荣誉空间站]带来主题分享《太空生存:把科幻做成科学》

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    刘红
    北京航空航天大学教授
    “月宫一号”总设计师/首席科学家
    国际宇航科学院院士
    刘红教授30多年从事环境保护和生命保障系统研究,所主持研究的“月宫一号”生物再生生命保障系统,曾完成世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。
    来一起从刘红教授关于太空生存的分享中展望未来,在科学的研究中见证人类的进程,感受未来的迁徙。
    以下是演讲全文:
    近百年来,人类对地外星体的探索热情,从未熄灭过。而人类进入外太空必须足够的生命补给。
    2003年,神舟五号载人飞船成功发射并返回,一个问题摆在科学家面前:在近地轨道,宇航员赖以生存的物资可以从地面补给保障;但是,如果人类要进行更长时间、更远距离的太空探索,例如月球基地、载人飞火星、火星基地等,靠地面补给,费用昂贵且技术上难以实现。这时,就必须生物再生生命保障系统,来保障人类在地外长期自治生存。

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    我从2004年起就确定要研究这项技术。在当时看来,这是一个遥远的梦。很多人不理解,觉得还只是科幻。但是我认为,科学家就是要关注10年、20年乃至百年后的技术需求。放眼国际,俄罗斯、美国等国家已陆续开展相关研究,我们中国人,要在这个领域做出更多贡献,我们要努力做到最好。
    在此之前,前苏联和美国所构建出的,是“人—植物”的“两生物链环”地外生命保障系统,我想打造更接近地球生态系统的“人—植物—动物—微生物”的“四生物链环”系统。从“二”提升到“四”,绝不只是数字的变化。要解决,供人食用的“动物蛋白”问题,还有负责废物处理的“微生物”问题,更复杂的是要将它们和植物与人匹配构建出闭合生态系统,实现氧气、水和食物的循环再生。

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    经过反复研究、实验,我们把动物锁定在昆虫上,在1000多种可食用昆虫中,筛选出适合在密闭舱内培养的富含蛋白质的黄粉虫;在种类众多的微生物中,找到了对人无害且有高效降解能力的微生物。并建立了高效培养他们的方法。我们还建立了包括粮食、蔬菜、水果作物在内的三十多种植物在密闭环境高效栽培技术。突破了将植物、动物、微生物与人匹配融合 成 闭合生态系统技术、系统长期运转平衡的调控技术。

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    2014年成功研制出了我国第一个、世界上第三个空间基地生物再生生命保障地基综合实验装置“月宫一号”。2018年完成的“月宫365”实验创造了世界上时间最长、闭合度最高的密闭环境内保障生存实验纪录。
    十七年的研究从一个人到一支队伍,从一张实验台到一个实验室,从一个梦想,到一次一次的挫折,再到一次又一次的实验成功……那些打不倒我们的,终将使我们强大。我感悟到,做科研,要有科学家的精神与追梦人的情怀。
    2004年之前的二十年我学习和研究的是环境保护(就是环境科学与工程专业),我们保护的是什么呢?是地球生物圈。而它正是保障我们人类在地球上生存的生命保障系统。尽管它很庞大,有巨大的缓冲,但是如果我们不爱护,它也会被彻底破坏掉。那么环境保护的最高境界是什么?就是把物质都循环利用起来,没有废物。我们在月宫一号中就是构建了人-植物-动物-微生物四生物链环的闭合生态系统,把所有气体、液体和可降解的固体废物都循环利用起来,让他们持续变成人类生存所需的氧气、水和食物。具体我们是如何做的呢?如果你感兴趣请到学堂在线平台搜“太空生存”公益课程,那里有详细解读。
    目前虽取得了很大突破,但仍停留于地面试验。让生物再生生命保障系统真正应用于地外环境,还需进一步研究在空间环境下,如月球、火星表面以及微重力条件下的相关表现,通过天地对比实验来获得矫正参数和矫正模型。同时拓展系统在地面极端条件下的应用性。比如,在高原、岛礁、深海、深地等具有重要国防或科研价值的极端环境。我的最大梦想,就是让人类无论是在荒漠、极地,还是外太空,都能很好地生存。
    科研与科幻有类似之处,都是要想人之不敢想,想人之未曾想。但是相比于科幻的惊心动魄,科研更是一个细水长流、躬耕不辍的过程,我们一直都在路上!

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    蓝星球科幻电影周是中国第一个科幻电影主题节展活动,也是亚洲唯一一个旗帜鲜明的以科幻电影为核心与主题的大型活动平台。自2019年11月开始举办以来,蓝星球已经征集到全球30多个国家和地区750部以上科幻影片,展现出中国以及全世界年轻电影人在科幻电影上的全新探索和视野。蓝星球科幻电影创投会的项目超过40%已经与国内一线公司签约推进。在影片和项目征集、青年电影人才发掘上一直坚持“想象力”和“类型化”的标准,为行业发掘一批以80后、90后热爱科幻、追求想象力的青年电影创作者,想象力与类型化兼顾,艺术表达与市场意识并存,蓝星球目前已经成为中国最大规模放映科幻影片、最大科幻影视人才交流平台、最大科幻影视内容聚集地,同时,蓝星球搭建了全球范围内科幻、影视、科技和科学传播跨界融合平台。
    第三届蓝星球科幻电影周将以“迁徙”为主题,于2021年12月16日-28日举办。
    本文授权转载自Blue Planet蓝星球(ID:blueplanet321)
    如果合作,请联系:蓝小星 微信blueplanet_2019

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