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人类在荒芜的月球上种出第一颗植物嫩芽,为月球基地提供基础

澎湃新闻见习记者 张唯 综合报道

2019-01-15 20:02  来源:澎湃新闻

1月15日,嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称,随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中,棉花种子成功发芽。这标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。
月球上发芽的棉花种子  图片来自国际在线微信公众号
嫦娥四号的生物科普试验载荷由重庆大学牵头。1月15日,重庆大学副校长、科普载荷项目总指挥刘汉龙和教育部深空探测联合研究中心副主任、生物科普试验载荷总设计师、重庆大学先进科技研究院院长谢更新在重庆市政府举行的发布会上详细介绍了生物科普试验载荷的相关情况。
刘汉龙介绍,科普是本次载荷项目最基本也是最重要的使命。项目团队通过研究生物在月球低重力、强辐射、自然光照条件下动植物的生长发育状态,为人类今后建立月球基地提供研究基础和经验。
据悉,嫦娥四号的生物科普试验载荷搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物,均放置于密封的生物科普试验载荷罐内。截至试验结束前,未从传回数据中观测到其它生物生长状况。
本次载荷项目由结构模块、热控模块、控制模块、导光模块、生物模块等组成。而生物科普试验载荷罐则由特殊的铝合金材料制成,直径173毫米,高198.3毫米,内部除了6种生物,还有18毫升水,和土壤、空气、热控以及两个记录生物生长状态的相机,总重量为2.608公斤。生物生长空间为1升左右。
首次登上月球背面的幸运儿
这次嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中,有六种生物被选为了首次登上月球背面的幸运儿。
为什么选择这六种生物?物种筛选有什么具体要求?对此,刘汉龙做出了介绍。
刘汉龙表示,载荷项目的生物物种筛选有着非常严苛的要求,“看似简单的6种生物,最终能成为首次登上月球背面的幸运儿却经历了上百次物种筛选和无数次生物实验。”因为“罐子”里资源有限,要求里面的动植物不能占用过多空间。哪些“旅客”能登上月球,首要条件就是“个子小”。
其次,由于月球表面低重力、强辐射、高温差等极端条件限制,因此要求动植物能耐高温、耐冻,而且能抗辐射和抗干扰。本次载荷生物种类的筛选除了实现在月球表面环境下植物种子发芽或幼虫成长的最低目标,更重要的是基于未来进一步开展太空生物学研究的长远考量,而这也是为以后人类进入月球乃至地外星球生存提供保障。
嫦娥四号着陆器监视相机C拍摄的着陆点南侧月球背面图像  国家航天局 图
除了这些要求,载荷内搭载的6种生物还需要相互合作,构成一个含有生产者、消费者和分解者的微型生态系统。其中,植物生产氧气和食物,供所有生物“消费”;作为消费者的果蝇和分解者的酵母,通过消耗氧气产生二氧化碳,供植物进行光合作用。此外,酵母可以分解植物和果蝇废弃物而生长,酵母又可以作为果蝇的食物。     
第一颗植物嫩芽的生长过程
为了给载荷内生物营造一个适宜生存的环境,载荷罐体分别装置了“空调系统”、光导管和水仓室。
罐子的保温层能经受月表面剧烈温差的考验;内部装有自动调节温度的“空调系统”,通过温度传感器保证环境在25摄氏度左右。罐体内,植物可通过载荷顶部盖板上的光导管吸收月面自然光,进行光合作用产生氧气。
水仓室携带了一个装有18ml生物专用水的水袋和电磁泵,着陆器落月并加电后,接到地面指令让电磁泵工作,将水袋中的水通过水管释放到生物舱表面,为生物生长提供水分。
玉兔二号巡视器全景相机对嫦娥四号着陆器成像  国家航天局 图
据悉,生物科普试验载荷于嫦娥四号登陆月球的第一天,也就是1月3日即加电开机,随后在地面控制中心发送放水指令后,植物种子和果蝇虫卵结束近3个月的休眠状态,进入生物月面生长发育模式。  
刘汉龙说,从开机到1月12日20点地面发送了生物科普试验载荷断电指令,载荷正常关机,生物科普试验载荷在轨工作状态良好,累计工作时间长达212.75小时,主副相机累计拍照34次,下传照片170多幅。
载荷在月面注水进行发芽和生长实验以后,经过9天时间进入月夜期。目前,生物科普试验载荷已进入断电状态,载荷内部在月夜温度零下52℃的情况下,所携带的六种生物将结束本次科普试验使命,处于冷冻状态。
待下一个月昼期温度上升后,在全封闭状态的生物科普试验载荷罐中,六种生物将被慢慢分解成无害的有机物,并将被永久封存在生物科普试验载荷内部。
除了棉花,其他生物怎么样了?
教育部深空探测联合研究中心副主任、生物科普试验载荷总设计师、重庆大学先进科技研究院院长谢更新在发布会上介绍了其他生物的情况。
他说,由于受到重量的限制,两台相机不能调焦,因而目前只能确认棉花种子已经发芽。
其他植物有没有发芽呢?谢更新介绍说,一方面,在相机中没有看到明显的变化。另外,接下去连续将近6天,月球上温度会比较高,“载荷中两片冷热片,再怎么控制温度也是超过30度”,而这个温度不适合发芽。
至于果蝇,谢更新说,“果蝇是比较懒的动物,不一定出来”。
责任编辑:李跃群 澎湃新闻,未经授权不得转载。新闻报料:4009-20-4009
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