关于月球上的第一株嫩芽 更多细节和独家在这里

2019年01月24日13:48  来源:人民网-重庆频道
 

传回的照片显示,载荷内的种子发芽,实现了人类首次在荒芜的月球表面培养植物并生长出第一片绿叶。重庆大学供图

谢更新教授接受人民网专访。邹乐摄

  人民网重庆1月24日电(刘政宁 黄军 卢圆媛)1月3日,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。

  1月12日20点,随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷传回最后一张照片显示,载荷内生长出的植物嫩芽长势良好。

  这是重庆大学牵头研制的生物科普试验载荷项目,实现首次在月球背面开展生物生长实验,也是首次在月面开展微型生态系统实验。

  看似一株小小的嫩芽,但研究者们却付出了外人想象不到的心血,经历了无数次的科学论证。

  近日,教育部深空探测联合研究中心副主任、生物科普试验载荷总设计师、重庆大学先进技术研究院院长谢更新教授接受人民网专访,为我们独家揭秘了这株嫩芽背后的故事。

  创意 他们这样开启月球之旅

  重庆大学的“生物科普试验载荷”项目是在嫦娥四号面向全国征集“月球探测载荷创意设计征集活动”的近257份作品中脱颖而出,并于2016年底被最终确定为搭载项目之一。谢更新回忆,“生物科普试验载荷项目”的萌芽,源于科普载荷总顾问、中国工程院副院长钟志华院士的一个想法——究竟,我们能不能在月球上展示生命怎样活动?

  一直从事着环境研究的谢更新,被这个奇妙的念头吸引,与团队迅速投入到了研究中:“健康与环境,是人类探索的永恒话题,我们希望通过研究生物在月球环境中的生长发育状态,将月球乃至宇宙的相关知识,传达给感兴趣的人们。”

  但从创意到实现,却是一个历经近千次的试验的过程。

  考虑到嫦娥四号的总体设计,里面布满了科学仪器和设备,不可能因为载荷而改变原有设计,谢更新带领研究团队最终将整个微型生态系统,浓缩在一个高198毫米、直径173毫米、生物净容积不到1升的圆柱形特殊铝合金罐子中。

  马铃薯、油菜、棉花、拟南芥、果蝇、酵母等6种生物,成为了这次月球之旅的“幸运乘客”。

  自信 一定有种子会发芽

  虽然谢更新和团队进行过多次试验充分论证,但直到看到发芽的照片前,他的心一直悬着,有着各种担心:“可能没到月球载荷内就已经绿绿葱葱了,因为我们这个载荷要在发射场待2个月,飞行阶段1个月,温度是适合生长的,我们这个是很难控制的,我们虽然采用了生物的手段,但它毕竟是个活体,我们没有太多经验,要是还没到月球就发芽了,那我们的试验就是失败。”

  温度,也是让他担心的一个方面。

  因为用于温控的设备也非常简单,只有两块半导体冷热片控热,但最后最高温度成功显示为36.5度;还包括放水,也是关键环节,必须在想放水的时候放出来,放水的时候还要一次性放完;着陆和飞行的力学条件也恶劣,很多专家也担心着陆时变成了一盘散沙,“我们反复做了很多技术来验证,虽然地面试验很多次,但还是很紧张。”

  担心免不了,但对于种子发芽的信心也是有的,“棉花的发芽,我们并不意外。”谢更新说,“一般来说,植物发芽的适宜温度是20多度。然而,月球昼夜温差极大,温度等条件充满未知,我们选择的六种生物中,棉花抗高温性能最强,能够在高温中发芽。此次观测到棉花种子的成功生长,也是在我们预料之内的。”

  大胆 “凿壁借光”引入月球上的太阳光

  科普载荷装置的导光问题,也给试验带来了困难。

  谢更新介绍,由于需要验证生物在月球自然环境中的生长,所以要求装置能引入月球的太阳自然光,而不是实验室的白炽光。团队在进行大量讨论后,想出了一个大胆的办法--在载荷装置上,打开一个一厘米不到的小孔,利用光导管技术将光线引入。

  虽然解决了光线问题,但力学问题又随之而来。“开了这个小孔后,载荷装置的力学结构又改变了,力学成为一个薄弱点,所以我们又采取了很多加固来弥补;同时打了孔,里面的热量和气体又容易交换出来,密封性又大大减弱,我们又在密封上面组织攻关,才解决了问题。”

  说到这里,谢更新的语气舒缓了许多,“发出的芽说明在月球上采取一定手段和技术,是可以让生物生长的。如果未来宇航员在月球上可以呼吸到植物通过光合作用产生的氧气,和自己带的氧气肯定不一样。虽然做一个太空农场还有距离,但通过光合作用产生氧气还是可能的。”

  未来 数据还将后续公布

  随着第一株嫩芽的萌芽,“生物科普试验载荷”项目已经完成了自己的使命。然而对谢更新和团队而言,他们的工作还在继续。“通过这个事件确实也达到了我们向大家科普关于月球、关于太空、关于生命的很多知识。这是非常有意义的事情。”

  谢更新也留意到,在嫩芽的照片公布后,网友们留言也在纷纷关注后续的问题,目前只对外公布了170多张的照片里的其中之一,但对于研究依然在进行。

  “目前,我们只对外发布了其中的一张照片,月球还有很多东西,对我们都是一个未知数。我们这个罐体,不仅是一个环境,还是一个小小的空间实验室,一些压力、温度相关的数据还会持续地研究观察,会把这些成果发布给广大爱好者,向广大爱好者、青少年传播相关知识。月球是未知的,但是如今,它已经向我们慢慢揭开了神秘的面纱。”谢更新表示,对于重庆大学来说,此次项目的成功,也为我们继续开展深空探测研究树立了信心,未来会更加坚定地探索下去。

 

(责编:陈易、张祎)

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