[科普中國(guó)]-人類(lèi)首次在月球上種土豆！科學(xué)家指理論上也可居住月球

美國(guó)科幻片《火星救援》中，因意外被留在火星的宇航員沃特尼為了生存，嘗試用自制肥料在火星上種植土豆。類(lèi)似的場(chǎng)景可能變成現(xiàn)實(shí)：在月球表面種土豆、養(yǎng)蠶寶寶。

據(jù)重慶晚報(bào)報(bào)道，在本月上旬北京舉行的2017年全球航天探索大會(huì)上，多項(xiàng)我國(guó)即將執(zhí)行的深空探測(cè)任務(wù)首度公開(kāi)：2018年，我國(guó)將發(fā)射嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器，抵達(dá)人類(lèi)探測(cè)器未曾觸及的月球背面。而嫦娥四號(hào)的乘客之一，就是以重慶大學(xué)牽頭的科普載荷——月面微生態(tài)圈，將首次送入月球表面，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次在月球表面開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。

在位于重慶大學(xué)的教育部深空探測(cè)聯(lián)合研究中心(下稱(chēng)深探中心)，記者見(jiàn)到了月面微生態(tài)圈的初樣件。高18厘米、直徑16厘米的科普載荷呈圓柱體狀，由鋁合金制成，表面貼有我國(guó)國(guó)旗以及重慶大學(xué)和研究中心的標(biāo)志。

不要看這個(gè)小小的罐子，它明年將實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次在月球表面開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。深探中心副主任、重慶大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院院長(zhǎng)謝更新教授介紹，這個(gè)上月球的罐子里，將放土豆和擬南芥兩種植物的種子和蠶卵，以及土壤、養(yǎng)分、空氣等動(dòng)植物生長(zhǎng)需要的元素，還有記錄動(dòng)植物生長(zhǎng)的微型攝像機(jī)和照相機(jī)、空調(diào)、電池等。

謝教授表示，搭載嫦娥四號(hào)進(jìn)入月球表面的乘客都是按克計(jì)算，為了多搭載100克他們都要反復(fù)論證實(shí)驗(yàn)，并向有關(guān)部門(mén)爭(zhēng)取。“整個(gè)科普載荷月面微生態(tài)圈重量為3公斤。”謝更新表示，但是它的成本造價(jià)在千萬(wàn)元以上，里面相機(jī)就達(dá)60萬(wàn)元。

這個(gè)由重慶大學(xué)牽頭的科普載荷，已歷時(shí)兩年多實(shí)驗(yàn)，除重慶大學(xué)外，湖南大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國(guó)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(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

罐子里沒(méi)有陽(yáng)光動(dòng)植物怎么生長(zhǎng)？里面有足夠的空氣嗎？帶著疑問(wèn)，深探中心主任設(shè)計(jì)師張?jiān)獎(jiǎng)渍f(shuō)，月面微生態(tài)圈就是模擬動(dòng)植物在地球的生存環(huán)境。

除了讓罐子里的溫度保持在1℃~30℃之間，控制好里面的濕度、養(yǎng)分外，張?jiān)獎(jiǎng)妆硎?，土豆和擬南芥就是這個(gè)生態(tài)圈的生產(chǎn)者，通過(guò)罐子中間的生命通道——光導(dǎo)管吸收月球表面的自然光進(jìn)行光合作用，釋放氧氣供生態(tài)圈里的消費(fèi)者——蠶卵，然后蠶卵排出二氧化碳和生活垃圾提供給植物種子。

“我們估計(jì)這個(gè)過(guò)程能在100天以上?！睆?jiān)獎(jiǎng)妆硎荆ㄟ^(guò)觀察低重力、強(qiáng)輻射條件下植物的種子發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)和開(kāi)花的全過(guò)程，或蟲(chóng)卵孵化、幼蟲(chóng)成長(zhǎng)發(fā)育、破繭成蝶，驗(yàn)證月球環(huán)境下種子的呼吸作用和植物的光合作用。

“當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)操作中并不是這么簡(jiǎn)單，它包含了多學(xué)科知識(shí)以及一些精密測(cè)算。”張?jiān)獎(jiǎng)渍f(shuō)，月面微生態(tài)圈的難點(diǎn)在于溫度的控制和能源的供給。月球表面白天超高溫、夜晚超低溫，因此為恒定溫度，給月面微生態(tài)圈穿個(gè)保溫衣服并裝上了空調(diào)。另外，對(duì)于能源提供，白天主要來(lái)自太陽(yáng)光，夜晚通過(guò)電池提供。電池要保證里面的溫度恒定，以及照相機(jī)等一些耗電器材的工作。

“不同于空間站離近地軌道近，此次嫦娥四號(hào)所抵達(dá)的月球背面距地球38萬(wàn)公里?！睆?jiān)獎(jiǎng)捉榻B，月球環(huán)境真空，白天溫度能達(dá)到100℃，夜晚-100℃，加上微重力、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、高能粒子沖擊等，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)不小的困難。

月球永遠(yuǎn)有一面背對(duì)地球，在月球背面探測(cè)需要通過(guò)中繼星才能將信號(hào)傳回地球。因此，這讓探測(cè)難度更大，科研價(jià)值也更高。除了探索未知的月球背面外，嫦娥四號(hào)搭載的乘客要比嫦娥三號(hào)更多。謝更新表示，作為人類(lèi)首次，這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身就有很多不確定的未知因素。

謝更新說(shuō)，里面的照相機(jī)每隔兩小時(shí)就要拍一次照，并在一定時(shí)間傳回地球，他們將對(duì)動(dòng)植物在里面的生長(zhǎng)進(jìn)行分析。如果植物種子能在這個(gè)環(huán)境下發(fā)芽、生長(zhǎng)、開(kāi)花，蠶卵能正常孵化、幼蟲(chóng)成長(zhǎng)發(fā)育、破繭成蝶，是否說(shuō)明人類(lèi)在月球居住不是夢(mèng)想。如果實(shí)驗(yàn)成功，它將為人類(lèi)開(kāi)展地外星球生存提供技術(shù)保障和奠定基礎(chǔ)?！熬拖襁@個(gè)月面微生態(tài)圈放得無(wú)限大，理論上人類(lèi)也可以在月球居住”。