“走进高校实验室”
太空梦想家
月球生存探索之旅
北京航空航天大学站
“走进高校实验室”系列主题直播由教育部宣传教育中心、中国教育电视台、北京航空航天大学主办，旨在为广大青少年提供一个科学教育的实践平台，激发对科学世界的无限想象，培养科学兴趣。
本期主讲嘉宾
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刘红
北京航空航天大学教授、国际宇航科学院院士、“月宫一号”总设计师
走进“月宫一号”
随着“中国计划2030年前实现载人登月目标”的宏伟蓝图逐步展开，人类对于月球的探索热情再次被点燃。
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想象一下，当我们真正踏上那片遥远而神秘的土地，面对浩瀚的宇宙，我们不禁要问：如何在这片未知的土地上长期生存？接下来，即将走进一个充满智慧与创新的实验室，它将为我们揭开外太空生存的“秘密”。
神秘的“月宫一号”
“月宫一号”是一项旨在研究人类未来在月球、火星等地外星球长期生存所需生命保障系统的地基综合实验装置。通过利用“月宫一号”开展长期有人参与的密闭实验，得以验证先前建立的理论方法和技术是否能够应用于月球和火星等环境，以支持人类在其中的长期生存。
该实验装置将作为地面支撑平台，为未来的太空实验提供技术验证和数据支持。
未来，团队的目标是将这些技术应用于月球，以支持人类在月球科研站中的生存需求。
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在“月宫一号”
吃“虫子”、当“农民”
是种什么体验？
01
黄粉虫好不好吃？
黄粉虫是我们生态系统中唯一的动物，也是备受瞩目的明星生物。黄粉虫具有极高的实用价值，因为在培养过程中，我们无需为其提供人类可食用的食物部分，即它们以植物不可食生物量为食，例如秸秆、植物的老叶以及蔬菜的老叶等。
此外，我们通过生物转化技术，使其更具营养价值。例如，秸秆经过微生物处理后，富含蛋白质及其所需的各种营养成分，从而促进其更好地生长。
它不仅给我们提供蛋白质，还帮我们处理了废物，同时可以帮我们产生优质的蛋白以及优质的动物性脂肪。
02
在“月宫”怎么种菜？
地球上种菜主要是在土壤里，并借助太阳光来进行种植。
此外，地球上在发展一种新的技术叫“植物工厂技术”，这种技术也是在一个室内，用人工光源，就像“月宫一号”这样LED的人工光源，通过营养液来进行栽培，可以说“月宫一号”的种菜方式跟这种技术类似，但又有所不同。
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“月宫一号”所在的环境中所有的东西都要密闭循环再生，包括空气、营养液配制的水以及其中的营养等等，所有这些都是要循环再生的。
植物承担着为人类生存提供氧气、水和食物的任务，正如地球上森林和田野的面积远远大于居住等建筑物的面积，只有达到足够面积才能承担起这些功能。
因此，在设计“月宫一号”时，其中配置的植物舱空间就要比综合舱大。在植物舱中一共种植了35种作物，包括粮食、蔬菜和水果。每种作物对环境的要求都不一样，比如光照、温度。我们可以对作物进行分类，安排种植在不同的植物培养舱段，再根据不同植物生长需要独立控制环境条件。
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科学的“种子”从这里萌发
科学实验除了可以促进社会的发展，同时也为孩子们开启一段科学之旅。在北航附小的“小小月宫”实验室里，孩子们正在“探索宇宙”。
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“小小月宫”由北京航空航天大学“月宫一号”总设计师刘红教授领衔设计开发，北航附小教师实施开发应用，是全国首个建立在小学校内的月宫基地。学校科技老师张畅介绍，学校给每个学生都发了一枚“太空种子”，在小学六年的学习生涯里，学生们会接到不同的“探月”任务。低年级的学生要根据植物的类型和生长习性分批次培育，同时记录观察日记；中高年级的学生则要配置营养液、收集植物固体废弃物、调节光源高度、饲养黄粉虫，并针对不同植物采取不同的方法授粉。
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“这些劳动的背后，是相关科普知识的学习。”张畅说道。走进“小小月宫”的植物舱，学生们会发现，给植物提供的光是紫色的，这是利用不同波段的可见光模拟的日光，因为植物光合作用不需要绿色光参与。营养液和光源的设置要符合植物的不同生长阶段，高年级学生会利用综合舱实验台上的仪器，对植物舱内的营养液进行检测和数据分析，给出更换营养液的具体时间和参数；据此，中年级学生会配置针对不同植物生长阶段的母液，调配植物舱的营养液……
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校长李兰瑛表示，学校针对“小小月宫”设计开发了月球基地建设和太空站建设等相关校本课程，老师会给学生们讲解最新的科技时事热点，例如此次嫦娥五号准备带回多少月壤，采取样本需要用到什么样的机械手臂等等，学生们还会通过项目学习的模式，自己动手设计制作月球基地模型。
“月宫一号”大事记
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■2013年10月，“月宫一号”地基综合实验系统成功研制，这是中国第一个、世界上第三个月球基地生命保障人工闭合生态系统地基实验装置。
■2014年5月，“月宫一号”成功进行了中国首次长期高闭合度集成试验，密闭试验持续了105天。
■2014年9月，“月宫一号”研究成果入选“新中国65年十大引智成果”。
■2017年12月，世界顶尖科学杂志《自然》杂志在其官网上发布了2017年最佳科学图片，共计14幅，“月宫一号”入选。
■2018年5月，“月宫365”实验成功，这是世界上持续时间最长、闭合度最高的密闭实验。
■2019年4月，“月宫一号”团队荣获“中国五四青年奖章”。
2025年1月14日19:00，由教育部宣传教育中心、中国教育电视台、北京航空航天大学主办的“走进高校实验室”系列主题直播将在“育见新闻”官方抖音号、官方微博、官方视频号；北京航空航天大学官方抖音号、官方微博、官方视频号；中国航天报官方抖音号，敬请期待！
来源 |育见新闻微信号，综合自育见新闻、北京航空航天大学官网、新京报、北京晚报、人民网等
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