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實驗。這項生物實驗將通過小型照相機，向全球直播。

6月18日，“月面微型生態(tài)圈”總設計師謝更新接受北京青年報記者的采訪，詳細介紹了月球上種植馬鈴薯等這一生物學實驗的設想和過程。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，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：當初為什么會有這樣的實驗設想？

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牽頭的科普載荷，已歷時兩年多的實驗，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。團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和研究中心的標志。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，單里面相機就達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換為領先、領跑的階段。

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得多。

月球溫差大輻射強 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天白晝再轉換為連續(xù)14天的黑夜，高溫能達到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行的，整個裝置里面是沒有燈光的，是通過“罐子”中的光導管吸收月球表面的自然光進行光合作用，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。

我們在容器的設計和重量上都經(jīng)過反復計算，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構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行實驗，將兩者的數(shù)據(jù)進行對比和分析。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。

文/本報記者 張香梅 實習記者 張聰