嫦娥四號(hào)搭載的棉花種子培育成功 月球上的第一片綠葉

　　1月15日，在重慶市政府新聞辦舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，重慶大學(xué)宣布：隨嫦娥四號(hào)登陸月球背面的生物科普試驗(yàn)載荷內(nèi)，搭載了棉花、油菜、馬鈴薯、擬南芥、酵母和果蠅6種生物，其中棉花種子成功發(fā)芽。

　　“這是人類(lèi)第一次在月面上做生物生長(zhǎng)試驗(yàn)，在荒蕪的月球上培育出第一株植物嫩芽，并隨時(shí)間的推移，成功實(shí)現(xiàn)人類(lèi)有史以來(lái)第一片在月球生長(zhǎng)的綠葉?！鄙锟破赵囼?yàn)載荷總設(shè)計(jì)師、重慶大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院院長(zhǎng)謝更新教授說(shuō)，“這將為人類(lèi)今后建立月球基地提供研究基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)?！?/p>

　　1株嫩芽，在等待和盼望中生長(zhǎng)

　　1月3日，嫦娥四號(hào)登陸月球第一天的23時(shí)18分，生物科普試驗(yàn)載荷罐憑借著高度密封的抗壓能力，通過(guò)了發(fā)射和著陸等階段嚴(yán)酷的力學(xué)考驗(yàn)，加電開(kāi)機(jī)并啟動(dòng)主相機(jī)拍照。23時(shí)48分，地面控制中心發(fā)送放水指令，植物種子和果蠅蟲(chóng)卵結(jié)束等待發(fā)射兩個(gè)月以及太空飛行近一個(gè)月的休眠狀態(tài)，進(jìn)入了生物月面生長(zhǎng)發(fā)育模式。

　　等待，盼望。

　　1月5日20時(shí)，地面接收數(shù)據(jù)顯示，載荷內(nèi)種子已經(jīng)發(fā)育為胚根，生物生長(zhǎng)培育成功了。

　　1月12日20時(shí)03分34秒，地面發(fā)送了生物科普試驗(yàn)載荷斷電指令，載荷正常關(guān)機(jī)。

　　“從開(kāi)機(jī)至斷電，生物科普試驗(yàn)載荷在軌工作狀態(tài)良好，累計(jì)工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)212.75小時(shí)，主副相機(jī)累計(jì)拍照34次，下傳照片170多幅。與整器保持良好的持續(xù)通信狀態(tài)，并實(shí)時(shí)傳回溫度、電壓、氣壓等各項(xiàng)遙測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)照片數(shù)據(jù)和遙測(cè)數(shù)據(jù)分析，設(shè)備內(nèi)部水已完全浸潤(rùn)土壤，溫度、壓力等完全符合生物生長(zhǎng)發(fā)育的要求，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，部分指標(biāo)超過(guò)預(yù)期?！敝x更新介紹。

　　“在空間站以及其他航天器上，以前開(kāi)展過(guò)多次生物生長(zhǎng)培育實(shí)驗(yàn)。但在月球上，這是第一次?！敝x更新說(shuō)。

　　6種生物，從上百次物種篩選中勝出

　　生物科普試驗(yàn)載荷項(xiàng)目將展示生物在月球低重力、強(qiáng)輻射等條件下的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)，對(duì)生物物種篩選有著非常嚴(yán)苛的要求。因?yàn)椤肮拮印辟Y源有限，要求里面的動(dòng)植物不能占用過(guò)多空間。首要條件就是“個(gè)子小”。

　　由于月球表面低重力、強(qiáng)輻射、高溫差等極端條件限制，因此要求動(dòng)植物能耐高溫、耐凍，而且能抗輻射和抗干擾。

　　本次生物科普試驗(yàn)載荷生物種類(lèi)的篩選，除了實(shí)現(xiàn)在月球表面環(huán)境下植物種子發(fā)芽和幼蟲(chóng)成長(zhǎng)的最低目標(biāo)，更重要的是對(duì)未來(lái)進(jìn)一步開(kāi)展太空生物學(xué)研究進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)考量。

　　糧、棉、油是人類(lèi)賴(lài)以生存的最基本需求，因而棉花得以入選；馬鈴薯很有可能成為以后人類(lèi)太空生存的主食；油菜作為重要的油料作物，是太空食物中不可或缺的油料保障；擬南芥、果蠅、酵母是全球科學(xué)家研究生物的模式物種，它們生長(zhǎng)周期短，能夠在短時(shí)間內(nèi)展示完整的生命過(guò)程，便于研究生物生長(zhǎng)發(fā)育和代謝規(guī)律。

　　這6種生物還構(gòu)成了一個(gè)含有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的微型生態(tài)系統(tǒng)。其中，植物生產(chǎn)氧氣和食物，供所有生物“消費(fèi)”；作為消費(fèi)者的果蠅和分解者的酵母，通過(guò)消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，供植物進(jìn)行光合作用。而酵母可以通過(guò)分解植物和果蠅廢棄物而生長(zhǎng)，并能作為果蠅的食物。

　　“這6種生物最終能成為首次登上月球背面的幸運(yùn)兒，也是經(jīng)歷了上百次物種篩選和無(wú)數(shù)次生物實(shí)驗(yàn)?！敝貞c大學(xué)副校長(zhǎng)、科普載荷項(xiàng)目總指揮劉漢龍教授介紹說(shuō)，“自接到任務(wù)到生物物種確定直至載荷封裝，課題組歷經(jīng)兩年，從云南深山懸崖到新疆沙漠地區(qū)，就是為了尋找能夠在極端條件下生存的生物物種?！?/p>

　　9天實(shí)驗(yàn)，地、月生物狀態(tài)對(duì)比同時(shí)展開(kāi)

　　載荷在月面注水進(jìn)行發(fā)芽和生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)以后，經(jīng)過(guò)9天時(shí)間進(jìn)入月夜期。目前，生物科普試驗(yàn)載荷已進(jìn)入斷電狀態(tài)，在月夜零下52攝氏度的溫度下，所攜帶的6種生物將結(jié)束本次科普試驗(yàn)使命，處于冷凍狀態(tài)。

　　“待下一個(gè)月晝期溫度上升后，在全封閉狀態(tài)的生物科普試驗(yàn)載荷罐中，6種生物將被慢慢分解成無(wú)害的有機(jī)物，并將被永久封存在生物科普試驗(yàn)載荷內(nèi)部?！眲h龍說(shuō)。

　　這一項(xiàng)目看似難度不高，但順利實(shí)施的背后，是成百上千次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是數(shù)不清的挫折與失敗。

　　此次的生物科普試驗(yàn)載荷罐直徑173毫米，高198.3毫米，內(nèi)部除了6種生物，還有18毫升水，以及土壤、空氣、熱控以及兩個(gè)記錄生物生長(zhǎng)狀態(tài)的相機(jī)，總重量為2.608公斤，生物生長(zhǎng)空間為1升左右。

　　為確?？破蛰d荷在軌工作安全，罐體結(jié)構(gòu)件全部由高性能鋁合金加工而成，且進(jìn)行了防腐處理，并通過(guò)分析、試驗(yàn)進(jìn)行了多方面驗(yàn)證。針對(duì)長(zhǎng)期零下57攝氏度的低溫微弱漏氣現(xiàn)象，團(tuán)隊(duì)通過(guò)結(jié)構(gòu)分析、密封材料性能優(yōu)化等多種方法予以解決。為了使科普載荷能夠在零下60攝氏度到80攝氏度的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的適宜生物生存的溫度，項(xiàng)目組通過(guò)20多次的熱方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化，最終確定了由半導(dǎo)體制冷器、電加熱器、散熱片及隔熱措施相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)科普載荷內(nèi)部智能化溫度控制。

　　為進(jìn)一步凸顯本次生物科普試驗(yàn)載荷的科研和科普價(jià)值，生物科普試驗(yàn)載荷項(xiàng)目組同時(shí)在重慶大學(xué)開(kāi)展了地、月對(duì)比實(shí)驗(yàn)?！霸诘孛鎸?duì)照實(shí)驗(yàn)罐體內(nèi)，棉花、油菜種子長(zhǎng)出了嫩綠的子葉。開(kāi)放環(huán)境下，油菜、棉花和馬鈴薯種子已經(jīng)萌芽?！眲h龍說(shuō)。（蔣云龍 姚於 本版制圖：郭祥）

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