#院士解答如何實現在月球種菜#
近日，《院士開講》第十六期在抖音等平台上線。中國工程院院士、人機與環境工程技術專家王浚以《航天點亮夢想》為題，回顧了我國載人航天事業的發展歷程，並分享了環境控制與生命保障技術的最新進展。
王浚院士今年已87歲，是人機與環境工程領域唯一一位院士，同時也是北京航空航天大學教授。他推動了環境技術、新型無氟混合工制製冷技術、空氣製冷技術以及低温技術的突破，對中國環境模擬工程的建設做出了突出貢獻。
環境控制與生命保障系統簡稱“環控生保技術”，被認為是航天員的生命“守護傘”。這項技術在中國載人航天的不斷突破中發揮了關鍵作用。
而在《院士開講》的演講中，王浚院士特別提到，新一代生命保障系統有望在未來的月球科研站中發揮關鍵作用，基本滿足人類生存所需要的水、氧氣和食物，幫助航天員實現長期駐留。
月球種菜距離我們還有多遠？
截止到9月20日，神舟十四乘組已在中國“天宮”空間站駐留3個半月，累計超過100天。而在今年4月，神舟十三乘組經過183天太空“出差”後回到地球，創造了中國航天員單次飛行任務太空駐留時間紀錄。相比於2003年神舟五號首次載人航天任務的21小時，已經實現了質的飛躍。這離不開生命保障系統的不斷升級。
生命保障系統目前共有三種類型。第一種是攜帶補給式生命保障系統，將航天員所需要的食物、氧氣運送上天，這種技術可以滿足短期太空駐留。據王浚院士介紹，航天員每天需要的能量為2800大卡，對應的物資需求是16.4公斤。
如果駐留半年，則需要3噸的物資。航天員攜帶一公斤的食物，對應的發射重量是其300倍，運送半年的生存物資則需要900噸的發射重量，這顯然是不現實的。第二代生命保障系統應運而生。物理化學再生式生命保障系統，通過電解水產生氧氣，在保證實驗平台正常運行的同時，減少氧氣資源和水資源的補給。
中國航天員就是藉助第二代生命保障技術，實現了三人太空駐留半年的飛躍。而如果想要實現更長久的駐留，甚至是常年生存，就需要第三代生保系統，即生物再生式生命保障系統。通過人、植物、動物、微生物，形成受控生態系統，和地球生態類似。
目前，包括俄羅斯和日本在內的很多國家都進行了地面實驗，探索建造這樣的生態系統。王浚院士所在北京航空航天大學研製的“月宮”一號生物再生環保系統，在世界上首次實現“人-植物-動-微生物”的四生物鏈環人工閉合生態系統。該實驗裝置由劉紅教授領銜研製，兩組成員在閉合艙內實際生活時間長達370天，創下紀錄。
隨着中國“天宮”空間站的逐漸建成，我國正在將地面實驗轉到太空，種植實驗也在有序展開。從長勢良好的水稻到航天員中秋節吃到的生菜，這些進展受到廣泛關注。而據王浚院士介紹，太空種菜最難的是失重環境，這是地面環境模擬技術難以實現的。一旦摸索出哪些植物能夠適應太空失重環境，將使得未來更長期的太空駐留成為現實。
此前，84歲的運載火箭與航空工程專家龍樂豪院士參加《院士開講》欄目時，提到中國的探月規劃。按照該規劃，我國將在2030年前後完成2次發射任務，運送3名航天員，實現登陸月球。載人登月之後，月球科研站建設也已經開始規劃。對於耗資巨大的載人登月來説，實現長期駐留無疑可以節省大量成本，這離不開新一代環控生保技術。
王浚院士介紹，一旦第三代生保技術成熟，將使得月球種菜和長期駐留成為現實，基本滿足人類生存需求。“再生式生保系統，有很多的植物和微生物，在地面一個封閉艙裏頭，跟人共同生活，可以保證人100%的氧氣，還有基本上保證人100%的水分。另外，它可以保證70%到80%、甚至90%的食物供給。”
航天曆程需要年輕人蔘與
在演講後半段，王浚院士分享了我國在航天領域的發展歷程與成就。過去60年間，中國相繼突破地球同步技術、衞星中繼技術、衞星導航技術、載人航天技術、火星探測技術，在航天領域取得了從零到一的輝煌成就。
“中國航天的發展，壯大了國家的綜合實力，拓展了民族的生存空間，最大程度維護了國家安全。回顧中國航天發展史，它是一部中華民族自主創新的歷史，更是一部揚眉吐氣、壯我國威，助推中華民族向世界舞台中央的歷史。”王浚院士説。
在訪談環節，87歲的王浚院士談到他對於當下“00後”一代的希望。“我非常希望我們一些零零後的優秀人才，從事將來的航空航天事業。希望我們這些新的學子們，首先把自己的命運和國家的命運能夠很好地連接起來，創造更多的奇蹟，為我們國家將來航天事業走在世界的前列，甚至領先於世界，來發揮你的光和熱。”
王浚院士還談到了他對知識普及的認識，其中特別提到了短視頻對於年輕人的影響力。“我覺得短視頻非常有必要，因為青少年瞭解航天航空知識，對他將來選擇自己的發展方向是很有幫助的。科學知識的普及對選拔人才非常重要。整個國家的青少年，知識提高了，那麼我們國家的素質就提高了。”王浚院士表示。
從“天宮課堂”的實時直播，到當下眾多院士學者投身科普事業，短視頻和直播等新的知識傳播形式越來越受到年輕羣體的歡迎。據瞭解，《院士開講》欄目由中國科協“科創中國”與抖音聯合出品，邀請國內知名院士分享各領域科技知識和最新進展。目前，該欄目第二季前六期已經在抖音上線，累計播放量已超4000萬。
編輯 鞏霞