近报 -21版:新知-2018年04月20日

　　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。
神奇的罐子
　　“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”,有点类似于我们家里的奶粉罐。其高18厘米,直径16厘米,净容积约0.8升,总重量3公斤。小“罐子”里乾坤大,里面将放置马铃薯种子、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。
　　科学家将在这个小空间里创造动植物生长环境,实现生态循环。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到30摄氏度,以及适当的湿度。可能有人会问,地球上的光合作用直接利用太阳光,那么月球上的月光是如何引入“生态圈”的呢?原来“月面微型生态圈”通过光导管引进月球表面自然光线,实现月面原位资源利用,让动植物完全接受月球的光照环境。研究者们之前也考虑过用人工光线模拟地球上的光照环境,但利用月面自身光照对实验的意义更大。如果动植物能够适应月球光照进行生长,那么以后人类就可以在月球建设基地,开展长时间的科研工作,对人类未来在地外星球生存非常重要。
登月生物有讲究
　　由于“罐子”里资源有限,就要求里面的动植物不能占用过多空间。那些能登上月球的动植物就需要满足特定的条件。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℃-60℃,“罐子”内温度控制为最低-10℃,因此要求动植物能耐高温、耐冻,而且能抗辐射和抗干扰。
　　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。动物虫卵将在生态圈中完成虫卵孵化、幼虫生长发育的完整生命周期。
温度控制有难度
　　此次嫦娥四号所抵达的月球背面距地球38万千米。月球环境真空,白天温度能达到100多摄氏度,夜晚零下100多摄氏,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。
科普载荷“月面微型生态圈”的难点在于温度的控制和能源的供给。因为太空舱不会给“罐子”供电,因此需要自己解决能源问题。为了让“罐子”里温度恒定,科学家们给“月面微型生态圈”穿上保温服并装了空调。但这个空调不是普通的空调,是应用重庆大学在建筑温控上的优势研制出的新型空调。利用太阳能电池就能进行温度控制,保证“月面微型生态圈”以及照相机等一些耗电器材的工作。
　　从发射准备到飞行登月,中间大约会有两个月时间。为了让动植物不在途中就开始生长,科学家们进行了大量相关试验,以保证动植物在旅途中沉睡,到达月球后再被唤醒。发射后不能人为遥控操作,只能通过摄像头和传感器进行观测。届时,他们将通过摄像头观测动植物的生长过程,用传感器检测里面的温度,向全球直播。
综合新华网、《知识就是力量》