美國科幻冒險大片《火星救援》中，因意外被留在火星的宇航員沃特尼為了生存，開始用自制肥料在火星上種植土豆。類似的場景可能變成現(xiàn)實——在月球表面種土豆、養(yǎng)蠶寶寶。
在本月上旬北京舉行的2017年全球航天探索大會上，多項我國即將執(zhí)行的深空探測任務首度公開：2018年，我國將發(fā)射嫦娥四號月球探測器，抵達人類探測器未曾觸及的月球背面。而嫦娥四號的乘客之一，就是以重慶大學牽頭的科普載荷——月面微生態(tài)圈，將首次送入月球表面，實現(xiàn)人類首次在月球表面開展生物學實驗。
昨日，重慶晚報記者走進位于重慶大學的教育部深空探測聯(lián)合研究中心(以下簡稱深探中心)，為你揭開嫦娥四號這位乘客的神秘面紗。
罐子 3公斤重造價上千萬元
昨日上午，重慶晚報記者在深探中心見到了月面微生態(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，表面貼有我國國旗以及重慶大學和研究中心的標志。
不要看這個小小的罐子，它明年將實現(xiàn)人類首次在月球表面開展生物學實驗。深探中心副主任、重慶大學先進技術研究院院長謝更新教授介紹，這個上月球的罐子里，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、空氣等動植物生長需要的元素，還有記錄動植物生長的微型攝像機和照相機、空調、電池等。
謝更新教授表示，搭載嫦娥四號進入月球表面的乘客都是按克計算，為了多搭載100克他們都要反復論證實驗，并向有關部門爭取。
“整個科普載荷月面微生態(tài)圈重量為3公斤?！敝x更新表示，但是它的成本造價在千萬元以上，里面相機就達60萬元。
原理 模擬適合生存的生態(tài)圈
這個由重慶大學牽頭的科普載荷，已歷時兩年多實驗，除重慶大學外，湖南大學、北京航空航天大學、中國航天科技集團等高校和企業(yè)也參與其中，涉及機械、控制、環(huán)境、生物、光學、能源等多學科交叉的多個研發(fā)團隊。
罐子里沒有陽光動植物怎么生長？里面有足夠的空氣嗎？帶著疑問，深探中心主任設計師張元勛說，月面微生態(tài)圈就是模擬動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，張元勛表示，土豆和擬南芥就是這個生態(tài)圈的生產(chǎn)者，通過罐子中間的生命通道——光導管吸收月球表面的自然光進行光合作用，釋放氧氣供生態(tài)圈里的消費者——蠶卵，然后蠶卵排出二氧化碳和生活垃圾提供給植物種子。
“我們估計這個過程能在100天以上?！睆堅獎妆硎荆ㄟ^觀察低重力、強輻射條件下植物的種子發(fā)芽、幼苗生長和開花的全過程，或蟲卵孵化、幼蟲成長發(fā)育、破繭成蝶，驗證月球環(huán)境下種子的呼吸作用和植物的光合作用。
難點 月球環(huán)境下控制溫度和能源
“當然，實驗操作中并不是這么簡單，它包含了多學科知識以及一些精密測算?！睆堅獎渍f，月面微生態(tài)圈的難點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)圈穿個保溫衣服并裝上了空調。另外，對于能源提供，白天主要來自太陽光，夜晚通過電池提供。電池要保證里面的溫度恒定，以及照相機等一些耗電器材的工作。
“不同于空間站離近地軌道近，此次嫦娥四號所抵達的月球背面距地球38萬公里?！睆堅獎捉榻B，月球環(huán)境真空，白天溫度能達到100℃，夜晚-100℃，加上微重力、太陽輻射強、高能粒子沖擊等，給實驗帶來不小的困難。
人類在月球能生存嗎？
月球永遠有一面背對地球，在月球背面探測需要通過中繼星才能將信號傳回地球。因此，這讓探測難度更大，科研價值也更高。
除了探索未知的月球背面外，嫦娥四號搭載的乘客要比嫦娥三號更多。謝更新表示，作為人類首次，這個實驗本身就有很多不確定的未知因素。
謝更新說，里面的照相機每隔兩小時就要拍一次照，并在一定時間傳回地球，他們將對動植物在里面的生長進行分析。
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，是否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保障和奠定基礎。“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?！?/p>
（責任編輯 石逸龍）
掃一掃上新西部網(wǎng)
不良信息舉報窗口
