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月球表面“發芽”,月兔嘴饞了嗎?
2019-01-17 09:16:59 來源: 新京報
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  只有當太空種植實驗等這些技術逐漸成熟的時候,人類走向深空,建立月球基地,乃至移民外星球的步伐才能更加堅定。

  月球上“發芽”了。

  1月15日,嫦娥四號上搭載的生物科普實驗載荷發布了最新實驗照片,照片顯示試驗搭載的棉花種子已經長出了嫩芽,這也標志著嫦娥四號完成了人類在月面進行的首次生物實驗。

  這次搭載的科普載荷,實際上是一個密閉的“小型生物係統”。其中包括4種植物,分別是土豆、擬南芥、油菜和棉花。它們在生態係統中扮演了生産者的角色,吸收陽光、水、二氧化碳,産生氧氣,合成有機物。

  此外,還有一種昆蟲是果蠅,擔當了消費者的角色,負責吃掉植物。而昆蟲排泄的廢棄物最後會被微生物,也就是搭載的酵母菌分解掉,酵母菌擔當著最後的分解者的角色,重新釋放出二氧化碳提供給植物呼吸。

  生産者、消費者和分解者,如果相互匹配得比較好的話,是可以在密閉狀態下實現自我循環的。由于土豆的淀粉含量很高,在酵母菌的發酵下,還會産生酒精。或許,罐子裏的果蠅此刻已經喝醉了呢?

  月球上的環境對生命來講是很嚴酷的。不僅晝夜溫差大,而且被陽光照到的一面和背陰的一面溫差也很大,甚至能達到兩三百攝氏度。由于罐子中沒有空調,只能通過冷熱片傳導熱量,進行溫度調節,將罐子裏的溫度控制在二三十攝氏度的室溫下,以“蒙騙”植物,讓它們以為春天來了,然後開始萌芽。

  除溫度外,陽光也是植物生長所必需的。罐子裏沒有燈,用的是月球上天然的太陽光,密封的罐子是鋁合金制成的,通過在罐子頂部開口,利用光管技術,把陽光引入到罐子中。

  此外,水是生命之源。科普載荷攜帶了18毫升水,當嫦娥四號著陸到月球表面之後,通過水泵將水澆到植物種子上,促使植物發芽。

  在物種的選擇上,由于月球環境非常惡劣,這次實驗選擇的物種,要求既能耐高溫,又能耐低溫,還要適應月球上的低重力條件。由于罐子小,生長空間只有1升左右,植物的個頭也不能太大。

  除了上述條件,選擇這些物種,還與人類將來在月球上的生存有關。比如,土豆是全營養食品,是未來太空生活中最重要的食物來源,可以提供人體所需的大部分能量和營養。在科幻大片《火星救援》中,作為植物學家的男主角,就是通過種土豆才在火星上幸存下來的。

  對載人深空探測來説,在從地球出發的漫長旅途中,以及在其他星球上拓荒的過程中,航天員所需的物資不可能都從地球上運過去,那樣的代價太昂貴了。因此,原位資源利用將成為一項基礎性的技術,也就是利用其他星球上的資源,生産氧氣、水、食物等生命必需物資,同時生産火箭燃料和發射平臺、基座等建築材料。

  在密閉生物係統中,協調生産者、消費者和分解者三者的效率,實現物質循環,為人類提供充足的食物來源和穩定的氧氣供應,是一項必要的基礎性工作。

  今後,我們還將開展更大規模、更復雜的太空種植實驗,完善密閉生物係統的設計。只有當這些技術逐漸成熟的時候,人類走向深空,建立月球基地,乃至移民外星球的步伐才能更堅定。(鄭永春)

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【糾錯】 責任編輯: 李潔瓊
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