科普载荷“月面微型生态圈”初样

    电影《火星救援》描述了主人公试图在火星上种植土豆的情节。现在，这一愿景有望被中国率先完成了。2018年，科普载荷“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，里面将放置马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵。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。而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。

    北京青年报记者了解到，“月面微型生态圈”总设计师谢更新教授介绍，2018年年底科普载荷将“搭乘”嫦娥四号登上月球，实现人类首次在月球表面开展生物学实验。这项生物实验将通过小型照相机，向全球直播。

    6月18日，“月面微型生态圈”总设计师谢更新接受北京青年报记者的采访，详细介绍了月球上种植马铃薯等这一生物学实验的设想和过程。在谢更新看来，这次实验虽然需要克服诸多困难，但意义深远，它将成为人类首次月面生物实验，对人类未来在地外星球生存具有重大意义。

    人类首次月球表面生物实验

    北青报：当初为什么会有这样的实验设想？

    谢更新：其实在其他星球上种植生物是很多国家都在研究的领域。中国之前的探索已经实现了在月球落地，这次试验算是探索过程的另一个创新。

    北青报：是哪些人在开展这一实验？

    谢更新：这个项目是由重庆大学牵头的科普载荷，已历时两年多的实验，除重庆大学外，湖南大学、北京航空航天大学、中国航天科技集团等高校和企业也参与其中，涉及机械、控制、环境、生物、光学、能源等多学科交叉的多个研发团队。团队核心的工作人员有二十多个。

    北青报：“月面微型生态圈”是什么？

    谢更新：这是一个圆柱体状的装置，高18厘米、直径16厘米，由铝合金制成，表面贴有我国国旗以及重庆大学和研究中心的标志。整个科普载荷月面微生态圈重量为3公斤，但是它的成本造价在千万元以上，单里面相机就达60万元。

    北青报：与其他国家相比，这次探索在国际上处于什么位置？

    谢更新：我们国家的这次探索是人类首次月面生物实验，与美国、俄罗斯等国家相比，都是领先的。这次探索也将证明，在国际上众多国家中，我们国家的空间探索正在由之前的跟随转换为领先、领跑的阶段。

    与美国去年NASA空间站开出的外太空第一朵花不同，我们这次的实验位置距离地球38万公里，与离地300多公里的国际空间站相比要远得多。

    月球温差大辐射强 种植面临不少挑战

    北青报：这次需要克服的困难有哪些方面？

    谢更新：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。

    北青报：那马铃薯、拟南芥和蚕靠什么生存呢？

    谢更新：我们的“月面微生态圈”其实就是在模拟动植物在地球的生存环境。装置里面会带有水和配备好的营养液，通过一定的技术让罐子里的温度保持在1℃~30℃之间，控制好里面的湿度、养分。

    另外，动植物的光合作用是靠吸收月球的自然光来进行的，整个装置里面是没有灯光的，是通过“罐子”中的光导管吸收月球表面的自然光进行光合作用，释放的氧气供蚕卵吸收，然后蚕卵排出二氧化碳和生活垃圾提供给植物种子。

    北青报：动植物搭载“嫦娥”登上月球怎么克服超重问题？

    谢更新：实验过程面临的一个难题是，如何把种子和蚕宝宝固定在“罐子”里，使其在发射过程中不会因为超重等压力而散落。

    我们在容器的设计和重量上都经过反复计算，比如由于土壤太重、利用效率不高而选择了营养液，种子和蚕宝宝也通过技术实现了超重情况下的固定。

    马铃薯有望成人类太空生存的一种食物

    北青报：为什么会选择马铃薯、拟南芥、蚕这三种动植物？

    谢更新：首先从生物自身的条件，选择的植物和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，这三种动植物都是比较符合条件的。

    另外，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。

    其次，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创新。

    北青报：后期培育的马铃薯有望成为人类的食物吗？

    谢更新：这是一种可能。我们会在同时期、相同条件下在地球上进行实验，将两者的数据进行对比和分析。通过实验，有可能在月球种植的马铃薯质量和产量都相对较高，但这需要进一步的研究。

    北青报：后期人类有可能在月球上生存吗?

    谢更新：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，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。就像这个月面微生态圈放得无限大，理论上人类也可以在月球居住。