重庆教授!人类首次!月球上种土豆

　　美国科幻冒险大片《火星救援》中，因意外被留在火星的宇航员沃特尼为了生存，开始用自制肥料在火星上种植土豆。类似的场景可能变成现实——在月球表面种土豆、养蚕宝宝。

　　在本月上旬北京举行的2017年全球航天探索大会上，多项我国即将执行的深空探测任务首度公开：2018年，我国将发射嫦娥四号月球探测器，抵达人类探测器未曾触及的月球背面。而嫦娥四号的乘客之一，就是以重庆大学牵头的科普载荷——月面微生态圈，将首次送入月球表面，实现人类首次在月球表面开展生物学实验。

　　昨日，重庆晚报记者走进位于重庆大学的教育部深空探测联合研究中心(以下简称深探中心)，为你揭开嫦娥四号这位乘客的神秘面纱。

　　罐子 3公斤重造价上千万元

　　昨日上午，重庆晚报记者在深探中心见到了月面微生态圈的初样件。

　　高18厘米、直径16厘米的科普载荷呈圆柱体状，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。

　　不要看这个小小的罐子，它明年将实现人类首次在月球表面开展生物学实验。深探中心副主任、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、空调、电池等。

　　谢更新教授表示，搭载嫦娥四号进入月球表面的乘客都是按克计算，为了多搭载100克他们都要反复论证实验，并向有关部门争取。

　　“整个科普载荷月面微生态圈重量为3公斤。”谢更新表示，但是它的成本造价在千万元以上，里面相机就达60万元。

　　原理 模拟适合生存的生态圈

　　这个由重庆大学牵头的科普载荷，已历时两年多实验，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。

　　罐子里没有阳光动植物怎么生长？里面有足够的空气吗？带着疑问，深探中心主任设计师张元勋说，月面微生态圈就是模拟动植物在地球的生存环境。

　　除了让罐子里的温度保持在1℃~30℃之间，控制好里面的湿度、养分外，张元勋表示，土豆和拟南芥就是这个生态圈的生产者，通过罐子中间的生命通道——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。

　　“我们估计这个过程能在100天以上。”张元勋表示，通过观察低重力、强辐射条件下植物的种子发芽、幼苗生长和开花的全过程，或虫卵孵化、幼虫成长发育、破茧成蝶，验证月球环境下种子的呼吸作用和植物的光合作用。

　　难点 月球环境下控制温度和能源

　　“当然，实验操作中并不是这么简单，它包含了多学科知识以及一些精密测算。”张元勋说，月面微生态圈的难点在于温度的控制和能源的供给。

　　月球表面白天超高温、夜晚超低温，因此为恒定温度，给月面微生态圈穿个保温衣服并装上了空调。另外，对于能源提供，白天主要来自太阳光，夜晚通过电池提供。电池要保证里面的温度恒定，以及照相机等一些耗电器材的工作。

　　“不同于空间站离近地轨道近，此次嫦娥四号所抵达的月球背面距地球38万公里。”张元勋介绍，月球环境真空，白天温度能达到100℃，夜晚-100℃，加上微重力、太阳辐射强、高能粒子冲击等，给实验带来不小的困难。

　　人类在月球能生存吗？

　　月球永远有一面背对地球，在月球背面探测需要通过中继星才能将信号传回地球。因此，这让探测难度更大，科研价值也更高。

　　除了探索未知的月球背面外，嫦娥四号搭载的乘客要比嫦娥三号更多。谢更新表示，作为人类首次，这个实验本身就有很多不确定的未知因素。

　　谢更新说，里面的照相机每隔两小时就要拍一次照，并在一定时间传回地球，他们将对动植物在里面的生长进行分析。

　　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，是否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。”

记者 何浩 毕克勤 摄影报道