劉志恒，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員，國(guó)家空間科學(xué)專家委員會(huì)委員，中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)生命起源與進(jìn)化專業(yè)委員會(huì)副主任，“伯杰氏”國(guó)際微生物系統(tǒng)學(xué)會(huì)終身成就獎(jiǎng)獲得者。關(guān)注外太空生命起源的劉志恒，早在1996年就提出，我國(guó)需要關(guān)注、重視建立外太空的受控生命保障系統(tǒng)。近日，記者就“月宮一號(hào)”試驗(yàn)采訪了劉志恒。

　　文匯報(bào)：為什么我們要進(jìn)行“月宮一號(hào)”試驗(yàn)？

　　劉志恒：1993年，由美國(guó)、俄羅斯等16個(gè)國(guó)家參與研制的國(guó)際空間站（International Space Station，ISS）開始實(shí)施。第一批常駐乘員“遠(yuǎn)征1號(hào)”機(jī)組于2000年11月到達(dá)國(guó)際空間站，從此，國(guó)際空間站便一直有宇航員居住，居住的乘員一般在軌道上停留6個(gè)月左右。

　　盡管我國(guó)當(dāng)時(shí)未能成為國(guó)際空間站的啟動(dòng)方，但計(jì)劃于2020年左右建成自己的空間站，開展地外生命探索。一個(gè)空間站的落成，運(yùn)輸、建設(shè)和居住都是問題。以火星為例，從地球到火星，單程需要一兩百天，往返大概需2年。按一個(gè)宇航員每天進(jìn)入循環(huán)的食物、液體和氣體總量為45公斤計(jì)算，3個(gè)宇航員組成一個(gè)機(jī)組，每天就是135公斤。在長(zhǎng)達(dá)幾百天的時(shí)間里，完全依賴攜帶式補(bǔ)給，笨重的實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)入外太空都很難實(shí)現(xiàn)；分多次攜帶，成本也必定十分高昂。因此，作為目前世界上最先進(jìn)的地基試驗(yàn)系統(tǒng)之一，“月宮一號(hào)”近期瞄準(zhǔn)的應(yīng)該是空間站建設(shè)，遠(yuǎn)期應(yīng)該是月球、火星等空間基地建設(shè)，讓人類能夠長(zhǎng)時(shí)間在外太空生存。

　　文匯報(bào)：從技術(shù)角度說(shuō)，構(gòu)建生物再生生命保障系統(tǒng)的難點(diǎn)在什么地方？

　　劉志恒：生態(tài)系統(tǒng)本就是個(gè)復(fù)雜工程，從專業(yè)角度說(shuō)是動(dòng)物、植物和微生物構(gòu)成一個(gè)閉合生態(tài)系。通俗地說(shuō)，包括人、食物、水、氣體以及廢物回收利用等等。

　　難點(diǎn)之一是品種的篩選。這次，“月宮一號(hào)”為什么選擇小麥作為主食，而不是水稻？首先，水稻“吃水”比小麥多。這次試驗(yàn)105天，3個(gè)人用了2.5噸水，很成功。假設(shè)換成水稻，就不一定了。其次，將來(lái)在失重條件下，水是漂浮狀，不可控。

　　還有，微生物與微生物之間的“和諧相處”。承擔(dān)廢物回收利用的微生物，既可以是生產(chǎn)者，也可以是消耗者，因?yàn)樗袇捬跣秃秃难跣椭�，不能在一起“打架”。就像植物�?duì)光的敏感度也有不同。有的植物，夜里必須“關(guān)燈睡覺”；有的植物，喜歡夜夜“亮如白晝”。

　　再次，在密閉空間中，植物、人與微生物如何達(dá)到平衡。一旦某些微生物的數(shù)量超標(biāo)，植物可能會(huì)感染得病、枯黃，甚至死亡。

　　據(jù)估計(jì)，人體內(nèi)及表皮上的細(xì)菌細(xì)胞總數(shù)約是人體細(xì)胞總數(shù)的10倍。它們中的大多數(shù)都能夠與人體和諧相處，但有些也會(huì)致病。舉例來(lái)說(shuō)，大腸桿菌本來(lái)是腸道微生物生態(tài)系的重要一員，在正常情況下，與人類相安無(wú)事，可如果它所在生態(tài)系統(tǒng)遭到損壞，其數(shù)量猛增，破壞了平衡，那就會(huì)引起腸炎，直接導(dǎo)致人拉肚子。

　　最后，外太空環(huán)境的失重、高輻射等問題。我們?cè)诘厍蛏戏N莊稼，氣壓環(huán)境為一個(gè)大氣壓，“頭在上腳在下”；如果換到外太空，重力環(huán)境改變，難保不會(huì)變成枝葉朝下、腳根在上的情況。而且長(zhǎng)期處于失重條件下的人，骨質(zhì)容易疏松、肌肉也會(huì)萎縮、免疫力下降，這些航天醫(yī)學(xué)問題都是難點(diǎn)。

　　文匯報(bào)：您如何評(píng)價(jià)這次“月宮一號(hào)”的試驗(yàn)？

　　劉志恒：總的來(lái)說(shuō)，這次試驗(yàn)比較完善，比較成功�！霸聦m一號(hào)”和“天宮一號(hào)”差不多是按照1：1的比例打造的，為未來(lái)空間站的建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)。而且，在這次試驗(yàn)中，“月宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生100%的氧氣和水、55%的食物，總閉合度達(dá)到97%。

　　同時(shí)，它為我國(guó)載人航空航天事業(yè)的發(fā)展提出了許多具有參考價(jià)值的科學(xué)技術(shù)問題，比如發(fā)展空間工程學(xué)、生命科學(xué)等等的相關(guān)研究。

　　最后，有助于提高國(guó)民科學(xué)素質(zhì)。在美國(guó)，美國(guó)航空航天局的諸多試驗(yàn)與國(guó)民教育緊密相連。這次，由北航的老師和學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)10年，共同完成試驗(yàn)，無(wú)疑有助于提高普通百姓對(duì)我國(guó)航空航天事業(yè)的認(rèn)識(shí)和關(guān)注。

　　文匯報(bào)：在您看來(lái)，我們與俄羅斯“火星520”計(jì)劃的差距在哪里？

　　劉志恒：從工程技術(shù)角度說(shuō)，硬件設(shè)備跟發(fā)達(dá)國(guó)家相比，確實(shí)還存在著一定的差距。比如，氣體的回收、凈化、檢測(cè)等設(shè)備的完整度和自動(dòng)化程度，有待進(jìn)一步提高。

　　其次，試驗(yàn)的品種和種類不及美國(guó)和俄羅斯。這次，我們只有5種糧食作物、15種蔬菜作物、1種水果，好多品種還是借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)。像美國(guó)、俄羅斯，植物品種已經(jīng)有幾十種之多。

　　再次，在微生物監(jiān)控方面，我們的技術(shù)還沒有發(fā)展到像美國(guó)、俄羅斯那么規(guī)范。目前，國(guó)際空間站內(nèi)已發(fā)現(xiàn)76種微生物，其中，包括致病細(xì)菌和真菌，以及能夠?qū)饘僭斐缮镄愿g的微生物。這些微生物會(huì)損害儀表盤、線路上的絕緣材料及其他類型的聚合材料。微生物的大量繁殖和材料的大量降解、耗損，會(huì)導(dǎo)致空間站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行失靈�？墒�，從1993年到現(xiàn)在，國(guó)際空間站沒有發(fā)生一起由微生物引發(fā)的災(zāi)難性事件，可見，他們對(duì)微生物的監(jiān)控已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水準(zhǔn)。在這點(diǎn)上，我們依然任重道遠(yuǎn)。

　　最后，“月宮一號(hào)”105天的試驗(yàn)，時(shí)間不夠長(zhǎng)。國(guó)際空間站一般是6個(gè)月輪換一次，6個(gè)月比3個(gè)月不是簡(jiǎn)單的“1+1”的概念，而是每多一天就多一分風(fēng)險(xiǎn)，暴露的問題也會(huì)越來(lái)越多。

　　文匯報(bào)：您認(rèn)為像“月宮一號(hào)”這樣的生物再生生命保障系統(tǒng)，有什么民用價(jià)值？

　　劉志恒：伴隨航空航天技術(shù)不斷進(jìn)步，民間享受“技術(shù)紅利”越來(lái)越多。最早，尿不濕就是給航天員用的。還有電腦、用阿爾法射線消毒等等，都是航天技術(shù)的成果。

　　這次，“月宮一號(hào)”嘗試用萵筍葉養(yǎng)蠶，如果成功，將來(lái)就不用大面積種桑樹，直接種萵筍就行，能節(jié)約耕地。