2021年10月，长征二号F遥十三运载火箭托举神舟十三号载人飞船搭载3名航天员奔向太空。神舟十三号在入轨后，采取自主快速交会对接的方式把3名航天员送入空间站天和核心舱，进行长达6个月的太空生活。地球是人类的生命摇篮，当人类走出摇篮，又将如何保障自己的生存呢？中国航天人又利用了哪些黑科技来保障3名航天员的“荒野求生”顺利进行呢？

图片来自 中国空间站科创体验基地门户网站

人类有各种各样的载人航天计划，形式和任务都不一致，但是这些计划都会面临一个基础问题：人类如何实现在太空中生存？太空扔给人类的可是一道“致命题”。太空中的环境极为恶劣，一旦脱离了地球引力和磁场，微重力和辐射将是航天员面临的大麻烦。微重力会使得航天员的体液积聚在头部，这可能导致视力问题。真空环境无法提供氧气，还有大量的射线。试验表明，长期空间辐射会损害动物的认知功能，若想在太空的极端环境生存下去，首先要有一个密闭舱系统，这个密闭舱系统要能够很好地防辐射，并在里面制造一个适合的空气压力。

有了基础的环境保障之后，人类的生存还缺少一定的物质，并且人类生存还会产生一定的废物，需要物质条件保障系统把产生的废物进行有效的处理。目前，中国采用的固体废物循环利用方式是把植物中不可食用的部分和人体及动物排泄物进行混合，让好氧生物发酵，保证系统的物质平衡。

每个人的价值排序都不同，但是在面临生存问题的时候，大家首先会想到氧气，没有氧气便无法呼吸。再就是水，缺失了水，人类也无法长时间存活。接下来是食物，科学家以成年男性为例，计算了一名航天员在太空待1年所需要的物资重量大概是6吨，如果只考虑从地球携带这些物资，不仅要面临高额的成本和技术难题，而且对航天员的生命也是一种严重威胁。因此只能原位循环再生，这就需要生物再生生命保障系统。

地球生物圈有一个物质循环，这使地球上的生物可以一直循环再生。人类去到太空，可以参考地球的生态系统，在空间站内构建一个生态系统。但与地球自然的生态系统不同，生物再生生命保障系统是后天围绕人的需求建立的，所以人是主宰和控制者。这个系统被认为是世界上最先进的闭环回路生命保障技术，是载人航天计划必须攻破的关键技术。2014年，我国首次长期多人生物再生生命保障系统集成试验顺利完成，3人在基地试验系统里生存了105天。到2018年，我们国家已经完成了世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统集成试验。

105天的试验中，“月宫一号”总设计师、首席科学家刘红和她的团队在试验基地种植了21种作物，同时在试验中进行动物的培养。团队筛选出黄粉虫，并用秸秆通过生物转化来培养黄粉虫，其可以提供人类动物蛋白和动物油脂；同时筛选出适合在密闭系统中培养的微生物，来进行废物处理。“月宫一号”首次实现了“人—植物—动物—微生物”构成的四生物链环人工闭合生态系统，之前的生态系统也只是实现了人和植物的两生物链环系统。

2018年，刘红又带领团队进行了“月宫365”试验，这是当时时间最长（370天）、闭合度最高（98.2%）的BLSS（生物再生生命保障系统）地基模拟试验。相比“月宫105”试验，此次试验拓展了农作物的种类，达到35种，其中还有草莓。

(资料图)

因为太空属于微重力环境，“天宫一号”和“天宫二号”在解决航天员的睡眠问题时，是通过将睡袋固定在某个特定的位置上。此次太空出差任务中，航天员的住、食、娱乐都得到良好保障。天和核心舱中有小小的个人独立空间，类似“胶囊旅馆”，航天员可以在里面休息。核心舱贴心配备了移动Wi-Fi，航天员睡觉之前可以玩一玩小游戏，还能与地面联系。除了高质量睡眠、个人隐私空间和休闲娱乐，天和核心舱的食物更是五花八门，有各种各样的炒饭、面条和小食。舒适的工作环境极大地缓解了航天员的压力，保证了太空任务的顺利完成。

月下棹神舟，星夜赴天河。载人航天事业的成功，凝结着一代代科研人的汗水和泪水。

本文来自：中国数字科技馆