嫦娥四號完成人類首次月面生物實(shí)驗(yàn)
- 探月工程嫦娥四號任務(wù)捷報(bào)頻傳，其中，還凈是讓紡織人驚喜的大事！1月15日據(jù)央視報(bào)道，嫦娥四號上搭載的生物科普試驗(yàn)載荷發(fā)布了最新試驗(yàn)照片，照片顯示試驗(yàn)搭載的棉花種子已經(jīng)長出了嫩芽，這也標(biāo)志著嫦娥四號完成了人類在月面進(jìn)行的首次生物實(shí)驗(yàn)。
據(jù)了解，此次科普試驗(yàn)的生物物種篩選有著非常嚴(yán)苛的要求。由于載荷大小有限，要求里面的動植物不能占用過多空間。因此首要條件就是“個(gè)子小”。同時(shí)，還要能夠適應(yīng)月球表面的極端條件，要求動植物能耐高溫、耐凍，并且能抗輻射和抗干擾。
后續(xù)，這株成功培育出的植物嫩芽還將繼續(xù)生長，有望成為月球上的第一片綠葉。
據(jù)了解，本次生物科普試驗(yàn)載荷生物種類的篩選除了實(shí)現(xiàn)在月球表面環(huán)境下植物種子發(fā)芽和幼蟲成長的最低目標(biāo)，更重要的是基于未來進(jìn)一步開展太空生物學(xué)研究的長遠(yuǎn)考量，而這也是為以后人類進(jìn)入月球乃至地外星球生存提供保障。糧、棉、油是人類賴以生存的最基本需求，馬鈴薯是大家熟悉的食物，很有可能是以后太空的主食。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，因其作為全球科學(xué)家研究生物的模式物種，生長周期短，能夠在短時(shí)間內(nèi)展示完整的生命過程而得以入選，便于研究生物生長發(fā)育和代謝規(guī)律。
據(jù)了解，2015年國家航天局、教育部、中科院、中國科協(xié)和團(tuán)中央共同發(fā)起征集嫦娥四號科普試驗(yàn)生物科普試驗(yàn)載荷。重慶大學(xué)“生物科普試驗(yàn)載荷項(xiàng)目”在近300份作品中脫穎而出，并于2016年底被最終確定為搭載項(xiàng)目之一。
生物科普試驗(yàn)載荷由特殊的鋁合金材料制成，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)記錄生物生長狀態(tài)的相機(jī)，總重量為2.608公斤，生物生長空間為1升左右。
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發(fā)育狀態(tài)。微型生態(tài)系統(tǒng)中植物負(fù)責(zé)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，通過消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，供植物進(jìn)行光合作用。此外，酵母可以分解植物和果蠅廢棄物而生長，酵母又可以作為果蠅的食物。
科普時(shí)間：
棉花等六種生物是如何在月球生長的？
據(jù)了解，生物科普試驗(yàn)載荷內(nèi)搭載的棉花等六種生物，形成一個(gè)簡單的微型生態(tài)系統(tǒng)，均放置于密封的生物科普試驗(yàn)載荷罐內(nèi)。地面組裝合蓋過程中，所有生物裝載操作均在嚴(yán)格無菌環(huán)境的超凈工作臺中進(jìn)行，確保全過程無生物污染。
生物科普試驗(yàn)載荷罐是一個(gè)高度密封的抗壓容器，在經(jīng)歷發(fā)射和著陸等階段嚴(yán)酷的力學(xué)考驗(yàn)后，生物科普試驗(yàn)載荷于嫦娥四號登陸月球第一天(1月3日)23：18分加電開機(jī)并啟動主相機(jī)拍照，23：48分在地面控制中心發(fā)送放水指令后，植物種子和果蠅蟲卵結(jié)束發(fā)射場等待發(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)入生物月面生長發(fā)育模式。1月5日晚8點(diǎn)，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。
地面罐體，2019年01月03日23：50分注水，試驗(yàn)第一天
地面開放空間，2019年01月03日，第一天注水
2019年1月12日20：03：34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)?！皬拈_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)遙測數(shù)據(jù)。通過照片數(shù)據(jù)和遙測數(shù)據(jù)分析，設(shè)備內(nèi)部水已完全浸潤土壤，溫度、壓力等完全符合生物生長發(fā)育的要求，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，部分指標(biāo)超過預(yù)期。”教育部深空探測聯(lián)合研究中心副主任、生物科普試驗(yàn)載荷總設(shè)計(jì)師、重慶大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院院長謝更新教授介紹。 地面罐體，2019年01月07日，第4天，主相機(jī)，注水后87h
地面開放空間，(左)2019年01月07日，第4天，營養(yǎng)土，注水后81h；(右)2019年01月07日，第4天，蛭石，注水后81h
“這是人類第一次在月面上做生物生長試驗(yàn)，以前科學(xué)家在空間站以及其他航天器上開展過多次生物試驗(yàn)，但月球上還從未有過。生物科普試驗(yàn)載荷已初步實(shí)現(xiàn)人類首次月面生物試驗(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)人類有史以來第一片在月球生長的綠葉，對人類今后建立月球基地提供研究基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，具有重大意義。”謝更新說。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)開展了地、月對比實(shí)驗(yàn)，同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)(密閉空間)在地球、月球不同條件下以及在地面自然條件下(開放空間)的生長發(fā)育情況對比。
地面罐體，2019年01月12日，第9天，主相機(jī)，注水后212h
地面開放空間，(上)2019年01月12日，第9天，蛭石，注水后212h；(下)2019年01月12日，第9天，蛭石中的馬鈴薯幼苗
據(jù)生物科普試驗(yàn)載荷負(fù)責(zé)生物模塊的團(tuán)隊(duì)成員介紹，對照試驗(yàn)分為封閉環(huán)境1:1對照和開放環(huán)境下的對照試驗(yàn)。1月3日晚23：50分，地面試驗(yàn)載荷與月表載荷同步注水，對照試驗(yàn)正式開始。整個(gè)地面對照試驗(yàn)全程以在軌工作的生物科普試驗(yàn)載荷傳回的溫度作為參考，地面對照通過控溫，與在軌工作溫度保持一致。截至1月12日，地面對照實(shí)驗(yàn)罐體內(nèi)已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)棉花、油菜種子萌發(fā)，且長勢良好，可觀察到嫩綠的子葉。開放環(huán)境下，可見油菜、棉花和馬鈴薯種子萌芽，幼苗呈茂盛生長趨勢。
據(jù)介紹，生物科普試驗(yàn)載荷在月面注水進(jìn)行發(fā)芽和生長實(shí)驗(yàn)以后，經(jīng)過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)，載荷內(nèi)部在月夜溫度零下52℃的情況下，所攜帶的六種生物將結(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，六種生物將被慢慢分解成無害的有機(jī)物，并將被永久封存在生物科普試驗(yàn)載荷內(nèi)部。
（部分內(nèi)容來自央視新聞、重慶大學(xué)百家號）
