科普載荷“月面微型生態(tài)圈”初樣

電影《火星救援》描述了主人公試圖在火星上種植土豆的情節(jié)。現(xiàn)在，這一愿景有望被中國率先完成了。2018年，科普載荷“月面微型生態(tài)圈”將作為一位特殊的乘客搭乘嫦娥四號登陸月球表面，里面將放置馬鈴薯種子、擬南芥種子、蠶卵。兩種植物將在100天的實驗期限內(nèi)生根發(fā)芽，開出月球表面的第一朵花。而蠶也將完成蟲卵孵化、幼蟲生長發(fā)育和破繭成蝶的完整生命周期。

北京青年報記者了解到，“月面微型生態(tài)圈”總設(shè)計師謝更新教授介紹，2018年年底科普載荷將“搭乘”嫦娥四號登上月球，實現(xiàn)人類首次在月球表面開展生物學(xué)實驗。這項生物實驗將通過小型照相機(jī)，向全球直播。

6月18日，“月面微型生態(tài)圈”總設(shè)計師謝更新接受北京青年報記者的采訪，詳細(xì)介紹了月球上種植馬鈴薯等這一生物學(xué)實驗的設(shè)想和過程。在謝更新看來，這次實驗雖然需要克服諸多困難，但意義深遠(yuǎn)，它將成為人類首次月面生物實驗，對人類未來在地外星球生存具有重大意義。

人類首次月球表面生物實驗

北青報：當(dāng)初為什么會有這樣的實驗設(shè)想？

謝更新：其實在其他星球上種植生物是很多國家都在研究的領(lǐng)域。中國之前的探索已經(jīng)實現(xiàn)了在月球落地，這次試驗算是探索過程的另一個創(chuàng)新。

北青報：是哪些人在開展這一實驗？

謝更新：這個項目是由重慶大學(xué)牽頭的科普載荷，已歷時兩年多的實驗，除重慶大學(xué)外，湖南大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國航天科技集團(tuán)等高校和企業(yè)也參與其中，涉及機(jī)械、控制、環(huán)境、生物、光學(xué)、能源等多學(xué)科交叉的多個研發(fā)團(tuán)隊。團(tuán)隊核心的工作人員有二十多個。

北青報：“月面微型生態(tài)圈”是什么？

謝更新：這是一個圓柱體狀的裝置，高18厘米、直徑16厘米，由鋁合金制成，表面貼有我國國旗以及重慶大學(xué)和研究中心的標(biāo)志。整個科普載荷月面微生態(tài)圈重量為3公斤，但是它的成本造價在千萬元以上，單里面相機(jī)就達(dá)60萬元。

北青報：與其他國家相比，這次探索在國際上處于什么位置？

謝更新：我們國家的這次探索是人類首次月面生物實驗，與美國、俄羅斯等國家相比，都是領(lǐng)先的。這次探索也將證明，在國際上眾多國家中，我們國家的空間探索正在由之前的跟隨轉(zhuǎn)換為領(lǐng)先、領(lǐng)跑的階段。

與美國去年NASA空間站開出的外太空第一朵花不同，我們這次的實驗位置距離地球38萬公里，與離地300多公里的國際空間站相比要遠(yuǎn)得多。

月球溫差大輻射強(qiáng) 種植面臨不少挑戰(zhàn)

北青報：這次需要克服的困難有哪些方面？

謝更新：在月球上是連續(xù)14天白晝再轉(zhuǎn)換為連續(xù)14天的黑夜，高溫能達(dá)到100多攝氏度，低溫又降到零下100多攝氏度。

另外，月球上的紫外線沒有經(jīng)過過濾，動植物的生存需要面臨高輻射、微重力等惡劣環(huán)境。這跟地球上的生存環(huán)境差距太大。這些都是要克服的難題。

北青報：那馬鈴薯、擬南芥和蠶靠什么生存呢？

謝更新：我們的“月面微生態(tài)圈”其實就是在模擬動植物在地球的生存環(huán)境。裝置里面會帶有水和配備好的營養(yǎng)液，通過一定的技術(shù)讓罐子里的溫度保持在1℃~30℃之間，控制好里面的濕度、養(yǎng)分。

另外，動植物的光合作用是靠吸收月球的自然光來進(jìn)行的，整個裝置里面是沒有燈光的，是通過“罐子”中的光導(dǎo)管吸收月球表面的自然光進(jìn)行光合作用，釋放的氧氣供蠶卵吸收，然后蠶卵排出二氧化碳和生活垃圾提供給植物種子。

北青報：動植物搭載“嫦娥”登上月球怎么克服超重問題？

謝更新：實驗過程面臨的一個難題是，如何把種子和蠶寶寶固定在“罐子”里，使其在發(fā)射過程中不會因為超重等壓力而散落。

我們在容器的設(shè)計和重量上都經(jīng)過反復(fù)計算，比如由于土壤太重、利用效率不高而選擇了營養(yǎng)液，種子和蠶寶寶也通過技術(shù)實現(xiàn)了超重情況下的固定。

馬鈴薯有望成人類太空生存的一種食物

北青報：為什么會選擇馬鈴薯、擬南芥、蠶這三種動植物？

謝更新：首先從生物自身的條件，選擇的植物和生物要相對能耐高溫和低溫，生長周期也不能很長。經(jīng)過實驗，這三種動植物都是比較符合條件的。

另外，選擇馬鈴薯也是為人類下一步的太空生存提供支持，目前國際上很多國家和研究機(jī)構(gòu)都將馬鈴薯作為人類在太空生存的主要食物。

其次，動植物的選擇上也會選擇貼近普通人的生活、符合中國的文化傳統(tǒng)，馬鈴薯是再常見不過的食物，蠶寶寶比較可愛，生長周期中也有破繭成蝶這一步驟，有比較好的寓意，象征著中國在空間探索的進(jìn)步創(chuàng)新。

北青報：后期培育的馬鈴薯有望成為人類的食物嗎？

謝更新：這是一種可能。我們會在同時期、相同條件下在地球上進(jìn)行實驗，將兩者的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析。通過實驗，有可能在月球種植的馬鈴薯質(zhì)量和產(chǎn)量都相對較高，但這需要進(jìn)一步的研究。

北青報：后期人類有可能在月球上生存嗎?

謝更新：如果植物種子能在這個環(huán)境下發(fā)芽、生長、開花，蠶卵能正常孵化、幼蟲成長發(fā)育、破繭成蝶，一定程度上說明人類在月球居住不是夢想。

如果實驗成功，它將為人類開展地外星球生存提供技術(shù)保障和奠定基礎(chǔ)。就像這個月面微生態(tài)圈放得無限大，理論上人類也可以在月球居住。

文/本報記者 張香梅 實習(xí)記者 張聰