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        “月宮一號”總設(shè)計師劉紅:把科幻做成科學(xué)

        2019-05-13 15:16:10
        世紀人物 2019年5期
        關(guān)鍵詞:劉紅保障系統(tǒng)科幻

        北京航空航天大學(xué)校園內(nèi),一座名為“月宮一號”的白色圓頂建筑,引人關(guān)注。

        走進這座神秘的建筑,透過植物艙舷窗望去,一排排架子排列井然;在LED燈的照射下,架子上的植物綠意盎然,間或點綴著紅色或黃色的果實……這是“月宮一號”生物再生生命保障系統(tǒng),一個由一個綜合艙、兩個植物艙組成的密閉空間,總面積160平方米、總體積500立方米,可以提供多人所需的全部氧氣和水,大部分食物可循環(huán)再生。北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授劉紅,正帶著學(xué)生在里面緊張地忙碌著……

        去年5月15日,在這個系統(tǒng)內(nèi),劉紅團隊完成了世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實驗:為期370天,系統(tǒng)閉合度高達98%,只有2%的外部供給,其余均為系統(tǒng)內(nèi)自給自足、循環(huán)再生,這為極端條件下人類的生命補給提供了可能,也標志著我國在生物再生生命保障技術(shù)領(lǐng)域達到世界尖端。

        涵養(yǎng)30年,歷時近20年,終一朝夢圓。

        “我的最大夢想,就是讓人類無論是在荒漠、極地,還是外太空,都能很好地生存”

        百年來,人類對地外星體的探索熱情,從未熄滅過。劉紅說她“時刻準備著,為進入外太空的人類提供足夠的生命補給”。

        2003年,神舟五號載人飛船成功發(fā)射并返回,一個問題擺在科學(xué)家面前:在近地軌道,宇航員賴以生存的物資可全部攜帶;如果人類進行更長時間、更遠距離的太空探索,靠攜帶供給,或由地面補給,費用昂貴且技術(shù)上難實現(xiàn)。這一難題該如何解決?

        一個新的研究方向在劉紅腦海中跳出:“地外生命保障系統(tǒng)”。

        “在當(dāng)時看來,這是一個遙遠的夢。很多人不理解,覺得還只是科幻?!眲⒓t說,科學(xué)家就是要關(guān)注10年、20年乃至百年后的技術(shù)需求。放眼國際,一些國家已陸續(xù)開展相關(guān)研究,“中國人要在這個領(lǐng)域做出更多貢獻,甚至成為國際領(lǐng)先?!眲⒓t暗想。

        憑著這股勁兒,在蘇聯(lián)“人—植物”的“兩生物鏈環(huán)”地外生命保障系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,劉紅打造了“人—植物—動物—微生物”的“四生物鏈環(huán)”。從“二”提升到“四”,絕不只是數(shù)字的變化。要解決的,有供人食用的“動物蛋白”問題,還有負責(zé)廢物處理的“微生物”問題——這是業(yè)內(nèi)公認的兩個技術(shù)難題。

        經(jīng)過反復(fù)研究、實驗,劉紅團隊在1000多種可食用昆蟲中,精選出富含蛋白質(zhì)的黃粉蟲;在種類眾多的微生物中,找到生存在寒冷山洞或極熱高溫地帶、在人體體溫條件下無法生存的微生物。技術(shù)難點由此突破。

        從一個人到一支隊伍,從一間辦公室到一個實驗空間,從一個夢想到一次偉大的勝利……“那些打不倒我的,終將使我強大?!眲⒓t團隊始終秉持這樣的信念?!拔业淖畲髩粝?,就是讓人類無論是在荒漠、極地,還是外太空,都能很好地生存。”劉紅說。

        “走過的每一步,都是對未來的積淀”

        雖然兒時就喜歡抬頭看月亮、數(shù)星星,但劉紅并未想到,自己一輩子會從事和星空有關(guān)的研究。

        1983年,劉紅不顧家人反對,選擇就讀環(huán)境保護專業(yè),“當(dāng)時是想要改變家鄉(xiāng)垃圾隨意堆、污水遍地潑的狀況。”

        上世紀80年代末,劉紅被公派到莫斯科大學(xué)攻讀“環(huán)境保護和自然資源合理運用”方向。她在一個咸水湖做了調(diào)研。受人類活動的影響,這個原本的淡水湖水源越來越少,加上半沙漠地區(qū)蒸發(fā)量高、降水量少,最終變成了接近海水的咸水湖。刮起風(fēng)來,“鹽沙塵暴”肆虐,很多良田變成鹽堿地。

        調(diào)研結(jié)束后,劉紅堅定了將研究生命保障系統(tǒng)作為志業(yè)的決心,“地球生物圈就是人類的生命保障系統(tǒng);盡管它很龐大,但如果不愛護,也可能會消亡。研究保護地球生命保障系統(tǒng),十分必要?!?/p>

        從莫斯科回國后,劉紅先后在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和北京師范大學(xué)工作,研究范圍包括農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和城市污染處理技術(shù),直到最終落腳北京航空航天大學(xué),她正式推開了地外生命保障系統(tǒng)研究的大門……

        “世上沒有白走的路,只要踏踏實實地做,終會有收獲?!眲⒓t說:“以環(huán)境保護為出發(fā)點,以構(gòu)建人類生命保障系統(tǒng)為落腳點——我30多年的科研歷程,如同安排好了一般?;厥啄哌^的每一步,都是對未來的積淀。”劉紅心懷敬畏,心存感激……

        “做科研,要有科學(xué)家的精神與追夢人的情懷”

        “這個生命保障系統(tǒng),究竟有什么用?”這是劉紅最常被問到的問題。

        目前,實驗雖取得巨大突破,但仍停留于地面試驗。讓生命保障系統(tǒng)真正適應(yīng)地外環(huán)境,還需進一步研究在空間環(huán)境下,如月球、火星表面以及微重力條件下的相關(guān)表現(xiàn),通過對比來獲得矯正參數(shù)和矯正模型。

        劉紅團隊一邊等待可以將生命保障系統(tǒng)帶到地外環(huán)境測試的合適機會,一邊拓展系統(tǒng)在地面極端條件下的應(yīng)用性?!氨热纾诟咴?、極地、島礁、深海、深地等具有重要國防或科研價值的極端環(huán)境,或者應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護與生態(tài)科學(xué)研究當(dāng)中。目前,青海無人區(qū)的一個在建科考站,正委托我們?yōu)槠渑鋫渖U舷到y(tǒng)。”劉紅說。

        “每天一睜開眼,發(fā)現(xiàn)有這么多重要的事情要去做,就會精神抖擻、信心滿滿?!眲⒓t眼里閃耀著光芒,“每個人心底都有夢想,每天通過奮斗向著夢想的實現(xiàn)更近一步,是人生最幸福的事?!?/p>

        如今的劉紅已是業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍人物,今年2月還榮獲“全國五一巾幗獎?wù)隆?。但她說,自己只是“一個實實在在的科學(xué)家與一個心懷夢想的追夢人”。

        “做科研,要有科學(xué)家的精神與追夢人的情懷?!边@是她對學(xué)生最常說起的一句話。

        在劉紅看來,科研與科幻有類似之處,想人之不敢想,想人之未曾想。但相比于科幻的驚心動魄,科研更像是一個細水長流的過程。一輩子把科幻做成科學(xué),她躬耕不輟……

        (來源:人民日報)

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