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探索月球背面的嫦娥四号(3)
http://www.100md.com 2018年12月1日 《百科知识》2018年第23期
     月面微型生态圈

    电影《火星救援》描述了主人公试图在火星上种植马铃薯的情节。现在,这一愿景有望被中国率先完成。“月面微型生态圈”将作为一位特殊的乘客搭乘“嫦娥四号”登陆月球表面,实现人类首次在月球表面开展生物学实验的创举。“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,表面贴有我国国旗以及重庆大学和研究中心的标志。整个“罐子”仅重3千克,但是它的成本造价在千万元以上,里面的相机就高达60万元。在这个铝合金容器里,将放置马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备。两种植物将在100天的实验期限内生根发芽,开出月球表面的第一朵花。蚕也将完成虫卵孵化、幼虫生长发育和破茧成蝶的完整生命周期。这项生物实验将通过小型照相机向全球直播。

    为什么在这次实验中,地面科学家们挑选了马铃薯、拟南芥及桑蚕卵3种生物作为实验对象呢?其原因是:

    “月面微型生态圈”初样

    1.此次月面生物实验的目标是在月球表面实现动植物的一个生命周期。根据100天的实验期限,科学家选定了马铃薯、拟南芥和蚕。

    2.从生物自身的条件来考虑,选择的生物要相对能耐高温和低温,生长周期也不能很长。经过实验,这3种动植物都是比较符合条件的。

    3.选择马铃薯也是为人类下一步的太空生存提供支持,目前国际上很多国家和研究机构都将马铃薯作为人类在太空生存的主要食物。

    4.在动植物的选择上也会选择贴近普通人的生活、符合中国的文化传统,马铃薯是再常见不过的食物,蚕宝宝比较可爱,生长周期中也有破茧成蝶这一步骤,有比较好的寓意,象征着中国在空间探索的进步与创新。

    虽然这是一个小小的、科普性质的实验,但是要在月球上进行这项实验,还要克服种种困难。月球的环境十分恶劣,在月球上是连续14天白昼再转换为连续14天的黑夜,高温能达到100多摄氏度,低温又降到零下100多摄氏度。另外,月球上的紫外线没有经过过滤,动植物的生存需要面临高辐射、微重力等恶劣环境。这跟地球上的生存环境差距太大,这些都是要克服的难题。

    科学家们通过各种技术,使“月面微型生态圈”的内环境完全适合生物生长:在真空、微重力、极端温差的外界条件下,“月面微型生态圈”内将保持1~30℃的溫度以及适当的湿度;装置里带有水和配备好的营养液,可供植物生长用;通过光导管引入月球表面自然光线,创造植物生长环境; 植物通过光合作用产生氧气,供蚕“消费”,蚕生长过程则产生出植物所需的二氧化碳和粪便等养料,在“月面微型生态圈”登月的100天里,它将实现微型生态循环。

    如果植物种子能在这个环境下发芽、生长、开花,蚕卵能正常孵化、幼虫成长发育、破茧成蝶,在一定程度上说明人类在月球居住不是梦想。如果实验成功,它将为人类开展地外星球生存提供技术保障和奠定基础。

    我国的这次探索是人类首次在月面进行生物实验,与美国、俄罗斯等国家相比,都是领先的。这次探索将证明,在众多国家中,我国的空间探索正由之前的跟随转换为领先、领跑。 (沈羡云)
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