三个候选标题
- 悬念型：密室105天：月宫一号里到底藏着什么
- 画面感型：种菜、养虫、造氧气：月宫一号的一年
- 提问型：关在月宫一号里一年，能养活自己吗
一间没有窗户的房子，住了370天
2018年5月15日，北京海淀区一栋实验楼里，四名志愿者推开厚重的密封门，走到室外的阳光下。他们身后那套没有窗户的密闭空间，在过去整整一年里有8个人接力住过，前后共370天。他们吃的粮食和蔬菜是自己种的，呼吸的氧气来自植物的光合作用，连排泄物也要在系统里循环处理后再变成肥料。
这套装置的正式名称叫“月宫一号”。它和月球之间没有物理连接，一次也没有飞上过天。它是一座建在地面上的实验平台，用来回答一个很实际的问题：如果人要在月球或火星长期住下去，能不能不靠地球一趟趟送货？
它并不是月球上的宫殿
这个名字容易让人以为它是嫦娥工程的某个探测器。实际上，月宫一号是北京航空航天大学团队建造的生物再生生命保障系统地面实验平台，2014年建成启用，由1个综合舱和2个植物舱组成，总容积约500立方米。换算成日常尺度，大约相当于一套160平方米、层高3米的房子被塞得满满当当——只是里面没有沙发和电视，只有卧室、工作间、废物处理间和一排排栽培架。
一间会自己“呼吸”的房子
一句话说，生物再生生命保障系统，就是让植物、微生物和人组成一个小循环，把“废物”重新变回“资源”。这个说法有点抽象，你可以把它想成家里的鱼缸、堆肥桶和小菜园连成一套：你呼出的二氧化碳送进植物舱，被小麦、大豆、番茄拿去光合作用，再吐出氧气；你排出的尿液和厨余经过处理，成为种菜的养分；不能吃的秸秆和残渣则进入废物处理环节。区别在于，鱼缸需要你喂食换水，而这套系统必须尽量自己养活自己。
舱里栽培过小麦、大豆、玉米、马铃薯、甘薯、花生、胡萝卜、番茄、黄瓜等作物，还养了黄粉虫（一种幼虫期富含蛋白质的甲虫），作为动物性蛋白来源。人、植物、微生物这三类“住户”在这里互相供养，也互相制约。
98%意味着什么
衡量这套系统最关键的数字叫“闭合度”，指系统中物质自我循环的比例。2014年5月到9月，3名志愿者在舱内连续生活105天，据公开报道，系统总物质闭合度达到约98%。也就是说，每100份空气、水和养分里，大约98份在舱内被反复利用，剩下约2份仍需外界补充。这个数字听起来像手机电量：98%已经很够用，但你知道它终究还是需要充电的。
需要说明的是，闭合度不等于“完全不依赖外界”。太阳光是系统的主要能量来源，而能量没法像水那样循环使用；某些微量元素和耗材也要从外部补进来。
370天，为什么是这个数字
2017年5月到2018年5月，月宫一号完成了370天的长期密闭实验，8名志愿者分成两组接力入住。370天比国际空间站常规约6个月的驻留时长多了一倍，也接近一次火星任务中去程加等待返回窗口的时间量级。长时间密闭考验的不只是粮食够不够，还有空气成分是否稳定、设备会不会中途出故障、几个人在狭小空间里如何相处。
这些内容在地面上能测，但测得不完全。月球或火星表面的低重力、强辐射和真实隔离感，地面实验无法完全复制。这套系统在月球表面能长期稳定运行到什么程度，目前尚无定论。
复制地球，难在“稳”
把一座小生态搬出地球，难点常常不在于“种菜”，而在于“稳住”。植物生长受光照、温度、湿度影响，微生物群落会随时间漂移，人的作息和口味也会给系统添乱。系统越大越复杂，越容易在某个环节出现连锁反应。此外，要扩大规模养活更多人，要解决低重力下水与养分如何正常流动，都是工程上仍需验证的课题。已有的实验数据证实，在105天和370天的密闭条件下这套系统能够运行；但要让这套系统成为月球基地的标准配置，目前仍属于正在推进的设想。
回到那扇门
那扇门打开时，志愿者带走的是实验记录，留下的是一个更具体的问题：地球上这套约500立方米的循环，若要搬到没有空气、没有液态水、一个昼夜长达约29.5个地球日的月球表面，需要放大多少倍，又该改掉哪些环节？月宫一号给出的并非答案的终点，而是一张还能继续往上添砖的底稿。
延伸阅读
- 书籍：《赶往火星》，罗伯特·祖布林、理查德·瓦格纳著，讨论火星基地如何就地取材生存。
- 纪录片：《宇宙时空之旅》（Cosmos: A Spacetime Odyssey，2014），其中涉及行星环境与生命条件的章节。
- 机构网站：NASA Human Research Program（www.nasa.gov/hrp），公开载人航天健康与生命保障研究资料。