嫦娥四号科普载荷实验生长箱。
受访者供图
第二看台
在月球表面开出第一朵花,人类移居月球也许不是梦。由教育部深空探测联合研究中心组织,重庆大学牵头的科普载荷“月面微型生态圈”,将作为嫦娥四号的“乘客”之一,于2018年登陆月球表面,进行人类首次月面生物实验,届时将向全球进行直播。
仅重3公斤的“乾坤”罐
“月面微型生态圈”是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”,高18厘米,直径16厘米,净容积约0.8升,总重量3公斤。罐子虽然不大,内部可含有“整个世界”。
深空探测中心副主任、重庆大学先进技术研究院院长谢更新教授介绍,这个搭载嫦娥四号上月球的“罐子”里,将放土豆和拟南芥两种植物的种子和蚕卵,以及土壤、养分、空气等动植物生长需要的元素,还有记录动植物生长的微型摄像机和照相机、调节温度的空调、提供能源的电池等。
在罐子里,土豆和拟南芥会通过光导管吸收月球表面的自然光进行光合作用,释放氧气供生态圈里的“消费者”——蚕卵,然后蚕卵排出二氧化碳和生活垃圾提供给植物种子,循环往复,小生态圈就初现形态了。
虽然这个小小的罐子仅重3公斤,但是它里面的零部件达40个,成本造价在千万元以上。聚集了机械、控制、环境、生物、材料、能源、光学、通信等多学科交叉的研发团队的智慧,独创了多种新技术。
上千次筛选出的三位“乘客”
去年,美国宇航员斯科特·凯利在NASA空间站中培育出了一朵百日菊,成为第一株在外太空开放的花朵。这次我国带上月球开的花将是土豆花或拟南芥花。为什么会选择土豆、拟南芥、蚕这三位地球“乘客”到月球呢?
“这是我们经过上千次筛选的结果。”谢更新解释,因为“罐子”里资源有限,就要求里面的动植物不能占用过多空间。哪些动植物能登上月球,首要条件就是“个子小”。其次,由于月球上没有大气传递热量,昼夜温差大,在太空舱内温度控制在30℃到-60℃,“罐子”内温度控制在最低-10℃,因此要求动植物能耐高温、耐冻,而且能抗辐射和抗干扰。
谢更新说,土豆是大家熟悉的食物,很有可能是以后太空的主食。这次选择的土豆是特别培育的“小个子”品种。拟南芥开花周期短,从发芽到开花只需1个月,是很好的实验用模式植物,因此把承担在月球开出第一朵花的任务交给了它。
蚕卵将在生态圈中完成虫卵孵化、幼虫生长发育和破茧成蝶的完整生命周期。选择蚕,有一个重要原因是因为它承载了中国的传统文化。