新華網 正文
嫦娥四號搭載的棉花種子培育成功 月球上的第一片綠葉
2019-01-16 08:03:07 來源: 人民日報
關注新華網
微博
Qzone
評論
圖集

1月7日,月球上植物生長情況。重慶大學供圖

1月7日,地面營養土內的植物生長情況。重慶大學供圖

  1月15日,在重慶市政府新聞辦舉行的新聞發布會上,重慶大學宣布:隨嫦娥四號登陸月球背面的生物科普試驗載荷內,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芽。

  “這是人類第一次在月面上做生物生長試驗,在荒蕪的月球上培育出第一株植物嫩芽,並隨時間的推移,成功實現人類有史以來第一片在月球生長的綠葉。”生物科普試驗載荷總設計師、重慶大學先進技術研究院院長謝更新教授説,“這將為人類今後建立月球基地提供研究基礎和經驗。”

  1株嫩芽,在等待和盼望中生長

  1月3日,嫦娥四號登陸月球第一天的23時18分,生物科普試驗載荷罐憑借著高度密封的抗壓能力,通過了發射和著陸等階段嚴酷的力學考驗,加電開機並啟動主相機拍照。23時48分,地面控制中心發送放水指令,植物種子和果蠅蟲卵結束等待發射兩個月以及太空飛行近一個月的休眠狀態,進入了生物月面生長發育模式。

  等待,盼望。

  1月5日20時,地面接收數據顯示,載荷內種子已經發育為胚根,生物生長培育成功了。

  1月12日20時03分34秒,地面發送了生物科普試驗載荷斷電指令,載荷正常關機。

  “從開機至斷電,生物科普試驗載荷在軌工作狀態良好,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通信狀態,並實時傳回溫度、電壓、氣壓等各項遙測數據。通過照片數據和遙測數據分析,設備內部水已完全浸潤土壤,溫度、壓力等完全符合生物生長發育的要求,達到設計指標,部分指標超過預期。”謝更新介紹。

  “在空間站以及其他航天器上,以前開展過多次生物生長培育實驗。但在月球上,這是第一次。”謝更新説。

  6種生物,從上百次物種篩選中勝出

  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育狀態,對生物物種篩選有著非常嚴苛的要求。因為“罐子”資源有限,要求裏面的動植物不能佔用過多空間。首要條件就是“個子小”。

  由于月球表面低重力、強輻射、高溫差等極端條件限制,因此要求動植物能耐高溫、耐凍,而且能抗輻射和抗幹擾。

  本次生物科普試驗載荷生物種類的篩選,除了實現在月球表面環境下植物種子發芽和幼蟲成長的最低目標,更重要的是對未來進一步開展太空生物學研究進行長遠考量。

  糧、棉、油是人類賴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後人類太空生存的主食;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、酵母是全球科學家研究生物的模式物種,它們生長周期短,能夠在短時間內展示完整的生命過程,便于研究生物生長發育和代謝規律。

  這6種生物還構成了一個含有生産者、消費者和分解者的微型生態係統。其中,植物生産氧氣和食物,供所有生物“消費”;作為消費者的果蠅和分解者的酵母,通過消耗氧氣産生二氧化碳,供植物進行光合作用。而酵母可以通過分解植物和果蠅廢棄物而生長,並能作為果蠅的食物。

  “這6種生物最終能成為首次登上月球背面的幸運兒,也是經歷了上百次物種篩選和無數次生物實驗。”重慶大學副校長、科普載荷項目總指揮劉漢龍教授介紹説,“自接到任務到生物物種確定直至載荷封裝,課題組歷經兩年,從雲南深山懸崖到新疆沙漠地區,就是為了尋找能夠在極端條件下生存的生物物種。”

  9天實驗,地、月生物狀態對比同時展開

  載荷在月面注水進行發芽和生長實驗以後,經過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,在月夜零下52攝氏度的溫度下,所攜帶的6種生物將結束本次科普試驗使命,處于冷凍狀態。

  “待下一個月晝期溫度上升後,在全封閉狀態的生物科普試驗載荷罐中,6種生物將被慢慢分解成無害的有機物,並將被永久封存在生物科普試驗載荷內部。”劉漢龍説。

  這一項目看似難度不高,但順利實施的背後,是成百上千次的試驗數據,是數不清的挫折與失敗。

  此次的生物科普試驗載荷罐直徑173毫米,高198.3毫米,內部除了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的相機,總重量為2.608公斤,生物生長空間為1升左右。

  為確保科普載荷在軌工作安全,罐體結構件全部由高性能鋁合金加工而成,且進行了防腐處理,並通過分析、試驗進行了多方面驗證。針對長期零下57攝氏度的低溫微弱漏氣現象,團隊通過結構分析、密封材料性能優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保持穩定的適宜生物生存的溫度,項目組通過20多次的熱方案設計及優化,最終確定了由半導體制冷器、電加熱器、散熱片及隔熱措施相結合的方式,實現科普載荷內部智能化溫度控制。

  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開展了地、月對比實驗。“在地面對照實驗罐體內,棉花、油菜種子長出了嫩綠的子葉。開放環境下,油菜、棉花和馬鈴薯種子已經萌芽。”劉漢龍説。(蔣雲龍 姚於 本版制圖:郭祥)

+1
【糾錯】 責任編輯: 程瑤
新聞評論
加載更多
乘坐高鐵迎新娘
乘坐高鐵迎新娘
廣西融水:“打包”搬遷 苗寨起“新”樓
廣西融水:“打包”搬遷 苗寨起“新”樓
進京學“女紅”
進京學“女紅”
一場以畫為景的時裝秀
一場以畫為景的時裝秀

010020020110000000000000011110691123995436