“月宫一号”外观示意图。资料照片
刘红1994年在莫斯科大学进行博士论文答辩。资料照片
刘红在“月宫一号”内查看植物生长情况。资料照片
人物小传
刘红,1964年生,北京航空航天大学生物与医学工程学院教授,“月宫一号”总设计师,国际宇航科学院院士,荣获2019年“全国五一巾帼奖章”。刘红30多年从事环境保护和生命保障系统研究,所主持研究的“月宫一号”生物再生生命保障系统,曾完成世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。
北京航空航天大学校园内,一座名为“月宫一号”的白色圆顶建筑,引人关注。
走进这座神秘的建筑,透过植物舱舷窗望去,一排排架子排列井然;在LED灯的照射下,架子上的植物绿意盎然,间或点缀着红色或黄色的果实……这是“月宫一号”生物再生生命保障系统,一个由一个综合舱、两个植物舱组成的密闭空间,总面积160平方米、总体积500立方米,可以提供多人所需的全部氧气和水,大部分食物可循环再生。北京航空航天大学生物与医学工程学院教授刘红,正带着学生在里面紧张地忙碌着……
去年5月15日,在这个系统内,刘红团队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实验:为期370天,系统闭合度高达98%,只有2%的外部供给,其余均为系统内自给自足、循环再生,这为极端条件下人类的生命补给提供了可能,也标志着我国在生物再生生命保障技术领域达到世界尖端。
涵养30年,历时近20年,终一朝梦圆。
“我的最大梦想,就是让人类无论是在荒漠、极地,还是外太空,都能很好地生存”
百年来,人类对地外星体的探索热情,从未熄灭过。刘红说她“时刻准备着,为进入外太空的人类提供足够的生命补给”。
2003年,神舟五号载人飞船成功发射并返回,一个问题摆在科学家面前:在近地轨道,宇航员赖以生存的物资可全部携带;如果人类进行更长时间、更远距离的太空探索,靠携带供给,或由地面补给,费用昂贵且技术上难实现。这一难题该如何解决?
一个新的研究方向在刘红脑海中跳出:“地外生命保障系统”。
“在当时看来,这是一个遥远的梦。很多人不理解,觉得还只是科幻。”刘红说,科学家就是要关注10年、20年乃至百年后的技术需求。放眼国际,一些国家已陆续开展相关研究,“中国人要在这个领域做出更多贡献,甚至成为国际领先。”刘红暗想。
凭着这股劲儿,在苏联“人—植物”的“两生物链环”地外生命保障系统的基础上,刘红打造了“人—植物—动物—微生物”的“四生物链环”。从“二”提升到“四”,绝不只是数字的变化。要解决的,有供人食用的“动物蛋白”问题,还有负责废物处理的“微生物”问题——这是业内公认的两个技术难题。
经过反复研究、实验,刘红团队在1000多种可食用昆虫中,精选出富含蛋白质的黄粉虫;在种类众多的微生物中,找到生存在寒冷山洞或极热高温地带、在人体体温条件下无法生存的微生物。技术难点由此突破。
从一个人到一支队伍,从一间办公室到一个实验空间,从一个梦想到一次伟大的胜利……“那些打不倒我的,终将使我强大。”刘红团队始终秉持这样的信念。“我的最大梦想,就是让人类无论是在荒漠、极地,还是外太空,都能很好地生存。”刘红说。