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嫦娥四号“生物试验科普载荷”运行正常

2019-01-14 09:18来源:科学网

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  传说中月亮上有嫦娥、吴刚、玉兔和桂花。不久之后,一批真正的生命将登陆月球,甚至有望在月亮之上开出第一朵花。这个“奔月先锋小分队”,包括棉花、土豆、拟南芥、酵母菌、果蝇等生物。

  由教育部深空探测联合研究中心(以下简称"深空中心")组织、重庆大学牵头设计的“生物试验科普载荷”项目搭乘嫦娥四号的便车,一次前所未有的旅行正在展开。据报道,该科普载荷已于1月3日23时18分加电开机,当天23时48分浇水,23时55分传回第一张照片。目前科普载荷上的主副相机已从太空传回10余张照片。主相机传回的照片显示科普载荷所有结构在经历发射、飞行、着陆等考验后,密封正常;副相机传回的照片显示放水成功,温控正常。

  脱颖而出的奔月生命小分队

  2015年。国防科工局、教育部、中国科学院等单位联合举办了一个“我心向月”月球探测载荷创意设计征集活动,首次面向全国大、中学生和科技爱好者征集创意设计。

  自己的奇思妙想可能飞到月亮上,这让广大师生振奋不已。最终来自重庆大学的“生物试验科普载荷”在257个创想中脱颖而出。

  对航天器载荷来说,体积和重量都是关键。设计之初,研究人员人就被告知这个载荷不得超过13公斤。最终成型的“生物试验科普载荷”直径173毫米,高度198毫米,重量只有2.608公斤,看起来像个小型热水壶。

  除了植物种子、虫卵、营养液、水、空气等必备要素外,这个“热水壶”里还放了两架照相机,“我们想把月球上生物生长的状态拍摄下来,再下传数据并发布出来。” 教育部深空探测联合研究中心(重庆大学)总设计师谢更新说。

  奔月生物的种类也是经过精挑细选的。说起这个,谢更新如数家珍:“粮棉油”关乎民生大计,而且马铃薯有可能是航天员未来的主食之一;拟南芥、酵母菌和果蝇都是生命科学领域重要的模式生物。特别是酵母菌,在有氧环境下进行有氧呼吸,氧气含量较低时又进行厌氧呼吸,能在方寸之间调节氧气和二氧化氮浓度。

  “在这个小小的空间里面,我们要形成一个小小的生态系统,生产者、消费者、分解者五脏俱全。”谢更新说,“虽然它还不够复杂完善,但也踏出了早期的重要一步。”

  研究人员用了生物处理技术让这支奔月小分队集体进入休眠状态,在地面上休眠两个月,飞行阶段又休眠近一个月。着陆器到达月球一天左右,将从地面发出加水指令,之后植物发芽,虫卵孵化,在陌生的环境里舒展生机。

  科学家预计三四天后,相机就能拍到这些生物的生长状态,如果状态良好,14到15天左右时,拟南芥将开出月球上的第一朵花。

  每个地方都是一个创新和突破

  “别看这只是一个以科普为主的载荷,它也包括了许多关键技术,集成了国内外的一系列优势资源。”谢更新说。

  月球环境具有真空、微重力、强辐射、极端温差(从零上100多摄氏度到零下100多摄氏度)等特点,载荷内则始终保持1到30摄氏度,以及适当的湿度,研究人员还在“壶盖”上开了个孔,装上光导管,让月球表面的自然光线照进来。

  “这点很有意义,之前也有很多专家建议我们安装白炽光装置,但我们相信月球上的光是可以满足生物仓的光合作用的。”谢更新说。

  据教育部深空探测联合研究中心(重庆大学)副总指挥杨小俊介绍,从2015年8月到2018年10月的3年间,他们在中国工程院院士钟志华的带领下,为攻克技术难关而走访全国,进行了30余家企业的调研。

  项目面临的两大难题,一是温度控制,二是能源保障。2017年8月15号夜里,钟志华院士从上海返回北京,和大家一起呆在清华大学的集体楼里,熬夜探讨,最终通过的设计方案解决了这些难题。

  “这个项目涉及机械、材料、动力、电气、电子、土木、资源环境、生物工程等领域的交叉融合,以及与其他高校、科研机构和企业的密切合作。”杨小俊说,“哪怕只是一架相机,也要有在高湿度环境下工作的特殊性能,中科院成都光机所为此也加入了我们的工作——每个地方都是一个创新和突破。”

  “不管是从科普层面还是生物实验层面,这个生物科普载荷都是人类首次。我们希望通过这项工作,向全世界特别是广大青少年,展示我国探月工程取得的一系列成绩。”谢更新说。(李晨阳 甘晓)

[责编:赵清建]

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