嫦娥四號完成人類首次月面生物實驗
- 探月工程嫦娥四號任務(wù)捷報頻傳，其中，還凈是讓紡織人驚喜的大事！1月15日據(jù)央視報道，嫦娥四號上搭載的生物科普試驗載荷發(fā)布了最新試驗照片，照片顯示試驗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行的首次生物實驗。
據(jù)了解，此次科普試驗的生物物種篩選有著非常嚴苛的要求。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“個子小”。同時，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，本次生物科普試驗載荷生物種類的篩選除了實現(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一步開展太空生物學(xué)研究的長遠考量，而這也是為以后人類進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)和團中央共同發(fā)起征集嫦娥四號科普試驗生物科普試驗載荷。重慶大學(xué)“生物科普試驗載荷項目”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目之一。
生物科普試驗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、熱控以及兩個記錄生物生長狀態(tài)的相機，總重量為2.608公斤，生物生長空間為1升左右。
生物科普試驗載荷項目將展示生物在月球低重力、強輻射等條件下的生長發(fā)育狀態(tài)。微型生態(tài)系統(tǒng)中植物負責(zé)生產(chǎn)氧氣和食物，供所有生物“消費”；作為消費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，生物科普試驗載荷內(nèi)搭載的棉花等六種生物，形成一個簡單的微型生態(tài)系統(tǒng)，均放置于密封的生物科普試驗載荷罐內(nèi)。地面組裝合蓋過程中，所有生物裝載操作均在嚴格無菌環(huán)境的超凈工作臺中進行，確保全過程無生物污染。
生物科普試驗載荷罐是一個高度密封的抗壓容器，在經(jīng)歷發(fā)射和著陸等階段嚴酷的力學(xué)考驗后，生物科普試驗載荷于嫦娥四號登陸月球第一天(1月3日)23：18分加電開機并啟動主相機拍照，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)射兩個月以及太空飛行近一個月的休眠狀態(tài)，進入生物月面生長發(fā)育模式。1月5日晚8點，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)送了生物科普試驗載荷斷電指令，載荷正常關(guān)機。“從開機至斷電，生物科普試驗載荷在軌工作狀態(tài)良好，累計工作時間長達212.75小時，主副相機累計拍照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)，并實時傳回溫度、電壓、氣壓等各項遙測數(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，達到設(shè)計指標(biāo)，部分指標(biāo)超過預(yù)期?！苯逃可羁仗綔y聯(lián)合研究中心副主任、生物科普試驗載荷總設(shè)計師、重慶大學(xué)先進技術(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，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，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，但月球上還從未有過。生物科普試驗載荷已初步實現(xiàn)人類首次月面生物試驗，在荒蕪的月球上培育出第一株植物嫩芽，并隨時間的推移，成功實現(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，具有重大意義?！敝x更新說。為進一步凸顯本次生物科普試驗載荷的科研和科普價值，生物科普試驗載荷項目組同時在重慶大學(xué)開展了地、月對比實驗，同一個生態(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，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)生物科普試驗載荷負責(zé)生物模塊的團隊成員介紹，對照試驗分為封閉環(huán)境1:1對照和開放環(huán)境下的對照試驗。1月3日晚23：50分，地面試驗載荷與月表載荷同步注水，對照試驗正式開始。整個地面對照試驗全程以在軌工作的生物科普試驗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，地面對照實驗罐體內(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，生物科普試驗載荷在月面注水進行發(fā)芽和生長實驗以后，經(jīng)過9天時間進入月夜期。目前，生物科普試驗載荷已進入斷電狀態(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)束本次科普試驗使命，處于冷凍狀態(tài)。待下一個月晝期溫度上升后，在全封閉狀態(tài)的生物科普試驗載荷罐中，六種生物將被慢慢分解成無害的有機物，并將被永久封存在生物科普試驗載荷內(nèi)部。
?。ú糠謨?nèi)容來自央視新聞、重慶大學(xué)百家號）
