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365体育官网:人类首次月面生物实验 嫦娥四号为何带这六名旅客

时间:2019/2/22 20:52:00  作者:  来源:  查看:17  评论:0
内容摘要:2月20日下午,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在北京人民大会堂会见探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表。嫦娥四号任务的圆满成功,揭开了古老月背的神秘面纱,开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。嫦娥四号在月球背面迈出的一小步,是人类文明迈出的一大步,与我们每个人的生活息息相...
2月20日下午,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在北京人民大会堂会见探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表。嫦娥四号任务的圆满成功,揭开了古老月背的神秘面纱,开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。嫦娥四号在月球背面迈出的一小步,是人类文明迈出的一大步,与我们每个人的生活息息相关。宇宙探索所取得的地外科技,无时无刻改变着我们每个普通人的生活和所知所感。

  人类首次月面生物实验,嫦娥四号为何会带上这六名“旅客”?

  2019年1月15日,嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布了最新试验照片,照片显示试验搭载的棉花种子已经长出了嫩芽,虽然它仅作短短停留就告别了我们,但这也标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。在这个寒冷的冬天,在地球上收到月球之春的消息,让人倍感温暖。

  这次搭载的科普载荷,实际上是一个密闭的生物系统,包括4种植物,分别是土豆、拟南芥、油菜和棉花。这些植物对人类有着重要的实用和研究价值,它们吸收阳光、水、二氧化碳,产生氧气,合成有机物。此外,还有一种昆虫是果蝇,担当了消费者的角色,负责吃掉植物。酵母是分解者的角色,用于分解有机物,释放出一定量的二氧化碳供植物呼吸。生产者、消费者和分解者,如果相互匹配得比较好的话,是可以在密闭状态下实现自我循环的。

  由于土豆的淀粉含量很高,在酵母菌的发酵下,还会产生酒精。或许,罐子里的果蝇此刻已经喝醉了呢?记得在小学语文课本里,有一篇课文叫作《月球之谜》,介绍了在地球上利用模拟月球土壤进行生物实验,孩子们对月球土壤竟然可以种植物感到非常好奇。而那时近乎科幻般的梦想,如今已经成为现实,这也是人类第一次在月球上开展生物实验。

  月球上的环境对生命来讲是很严酷的。不仅昼夜温差大,而且被阳光照到的一面和背阴的一面温差也很大,甚至可以达到200℃~300℃。由于罐子中没有空调,只能通过冷热片传导热量,进行温度调节,将罐子里的温度控制在20℃~30℃的室温下,以蒙骗植物,让它们以为春天来了,然后开始萌芽。

  除了温度之外,阳光也是植物生长所必需的。罐子里没有灯,用的是月球上天然的太阳光,密封的罐子是铝合金制成的,通过在罐子顶部开口,利用光管技术,把阳光引入到罐子中,但这会对罐子的密封性提出了挑战。

  水是生命之源。科普载荷携带了18毫升水,当嫦娥4号着陆到月球表面之后,通过水泵将水浇到植物种子上,促使植物发芽。

  在物种的选择上,由于月球环境非常恶劣,这次实验选择的物种,要求既能耐高温,又能耐低温,可以抵抗极端温差,而且还要耐辐射,适应月球上的低重力条件。由于罐子小,生长空间只有1升左右,植物的个头也不能太大。

  除了上述条件,选择这些物种,还与人类将来在月球上的生存有关。其中,土豆是全营养食品,是未来太空生活中最重要的食物来源,可以提供人体所需的大部分能量和营养。在2015年上映的科幻大片《火星救援》中,作为植物学家的男主角,就是通过种土豆才在火星上幸存下来的。俄罗斯主持的“火星500”太空模拟生存实验中,航天员也是以土豆为主要食物,简直就是太空中的口粮。

  拟南芥是一种模式植物,与萝卜、卷心菜等蔬菜一样,都属于十字花科;由于结构简单,生长周期短,与其他植物的区别度大,拟南芥是太空种植的常客,此前在天宫2号空间实验室的科学实验中也上过天。

  棉花是主要的农业作物品种之一,既能作为衣物保暖,也可以用于缓冲减震、生产绳索等,在太空生活中有很广泛的用途。

  油菜是中国南方常见的油料作物,菜籽油香味独特,不同于北方常用的大豆油和花生油。在幼苗期,油菜还可以作为绿叶蔬菜直接食用。除了供太空移民吃穿所需外,植物还有观赏价值,可以舒缓长期太空旅行带来的紧张情绪和孤独感,部分担当了心理医生的作用。

  对载人深空探测来说,在从地球出发的漫长旅途中,以及在其他星球上拓荒的过程中,航天员所需的物资不可能都从地球上运过去,那样的代价太昂贵了。因此,原位资源利用将成为一项基础性的技术,利用其他星球上的资源,生产氧气、水、食物等生命必需物资,同时生产火箭燃料和发射平台、基座等建筑材料。

  在密闭生态系统中,协调生产者、消费者和分解者三者的效率,实现物质循环,为人类提供充足的食物来源和稳定的氧气供应,是一项十分必要的基础性工作。

  今后,还将开展更大规模、更复杂的太空种植实验,完善密闭生态系统的设计。只有当这些技术逐渐成熟的时候,人类走向深空,建立月球基地,乃至移民火星的步伐才能更加坚定。

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