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        登上月球養(yǎng)蠶、種土豆

        2017-09-28 23:32:21秋凡
        知識(shí)窗 2017年9期
        關(guān)鍵詞:蠶卵罐子動(dòng)植物

        秋凡

        繼2016年美國(guó)在NASA空間站中培育出第一株在外太空開放的百日菊之后,中國(guó)的土豆和擬南芥的種子將作為嫦娥四號(hào)的“乘客”,于2018年登陸月球表面,屆時(shí)將在月球上開出第一朵土豆花或擬南芥花。

        月球上面沒有氣壓,重力只有地球的1/6,它的1天時(shí)間相當(dāng)于地球上的14天,而接著就是兩周的黑夜。那里沒有碳,而碳是植物進(jìn)行光合作用不可或缺的元素。尋找在月球上種植植物的方法,比將人類送上月球更具挑戰(zhàn)性。譬如說(shuō),月球環(huán)境是真空的,白天溫度能達(dá)到一百多攝氏度,夜晚卻降到零下一百多攝氏度,加上微重力、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、高能粒子沖擊等,給動(dòng)植物的生長(zhǎng)帶來(lái)極大的困難。

        根據(jù)已知的動(dòng)植物生長(zhǎng)知識(shí),中國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造了一個(gè)能在月球上面適應(yīng)動(dòng)植物生長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)生態(tài)循環(huán)的小空間——“月面微型生態(tài)圈”。該項(xiàng)目歷時(shí)兩年多的試驗(yàn),終于在2017年9月完成正式品,將于2018年年底發(fā)射。

        “月面微型生態(tài)圈”是模擬動(dòng)植物在地球上的生存環(huán)境,由特殊鋁合金材料制成的一個(gè)圓柱形“罐子”,高18厘米,直徑16厘米,凈容積約0.8升,總重量3千克。罐子雖然不大,內(nèi)部卻大有乾坤,里面零部件達(dá)40個(gè),聚集了機(jī)械、控制、環(huán)境、生物、光學(xué)、能源等多學(xué)科交叉的研發(fā)團(tuán)隊(duì)的智慧。這次實(shí)驗(yàn)的主要目的是觀察植物在月球上的光合作用,并為下一步科研活動(dòng)提供更大的可能性。

        為了讓“罐子”里溫度恒定,研究人員給“月面微型生態(tài)圈”穿上了保溫服,并安裝了根據(jù)應(yīng)用在建筑溫控上的優(yōu)勢(shì)研制出的新型空調(diào)。然后,研究人員又利用太陽(yáng)能電池控制溫度,保證微型生態(tài)圈和照相機(jī)等一些耗電器材的運(yùn)作。

        因?yàn)椤肮拮印崩镔Y源有限,動(dòng)植物占用的空間不能過(guò)多,加上月球上沒有大氣傳遞熱量,晝夜溫差大,因此所選種子必須滿足個(gè)子小、耐高溫、耐凍、抗輻射和抗干擾等因素。經(jīng)過(guò)上千次的篩選后,土豆、擬南芥、蠶脫穎而出,成功獲得任務(wù)榜上的指定名額。除了土豆、擬南芥兩種植物的種子和蠶卵之外,“罐子”里面還放有土壤、養(yǎng)分、空氣等動(dòng)植物生長(zhǎng)需要的元素,以及記錄動(dòng)植物生長(zhǎng)的微型攝像機(jī)和照相機(jī)、調(diào)節(jié)溫度的空調(diào)、提供能源的電池等。

        有了恒溫的保障,“罐子”里的溫度會(huì)保持在-10℃至30℃之間,土豆和擬南芥通過(guò)光導(dǎo)管吸收月球表面的自然光進(jìn)行光合作用,釋放氧氣供養(yǎng)生態(tài)圈里的“消費(fèi)者”——蠶卵,然后蠶卵排出二氧化碳和生活垃圾提供給植物種子,循環(huán)往復(fù)。如此一來(lái),一個(gè)小生態(tài)圈就初現(xiàn)形態(tài)了。預(yù)計(jì)在三個(gè)月后,有望在月球上順利開出第一朵花。

        從發(fā)射準(zhǔn)備到飛行登月這兩個(gè)月里,為了讓動(dòng)植物在指定時(shí)空中生長(zhǎng),研究人員進(jìn)行了大量試驗(yàn),以保證動(dòng)植物在旅途中沉睡,到達(dá)月球后再被喚醒。據(jù)該項(xiàng)目的總指揮謝更新教授介紹,通過(guò)“月面微型生態(tài)圈”觀察低重力、強(qiáng)輻射條件下植物種子的生長(zhǎng)全過(guò)程,能驗(yàn)證月球環(huán)境下種子的呼吸作用和植物的光合作用。

        當(dāng)這兩種植物在月球表面開出第一朵花,而土豆就可作為人類太空生存的食物來(lái)源,這次實(shí)驗(yàn)的價(jià)值將更加重大。人類對(duì)外太空的好奇和探索從未停止,或許在不久的將來(lái),人類移居月球就不再是夢(mèng)。endprint

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