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嫦娥姑娘太冷,湘籍科学家送去棉种

媒体:潇湘晨报  作者:罗雅琪
专业号:孙莹 2019/1/17 9:25:33

1月15日,嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称,随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中,棉花种子成功发芽。图/新华社

谢更新。资料图片

电影《火星救援》中,马特·达蒙在火星种土豆的一幕让人印象深刻。而在现实里,经历月球低重力高真空、高温差、强辐射等严峻环境考验后,棉花种子长出嫩芽……

为什么我们要将棉花种子带到月球?其余5种登月的生物油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇又为什么会入选?嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师谢更新来自湖南隆回,1月16日他接受潇湘晨报记者专访,为大家揭秘了其中缘由。

1月15日,在重庆市政府新闻办举行的新闻发布会上,重庆大学宣布:随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷内,搭载了棉花、油菜、马铃薯、拟南芥、酵母和果蝇6种生物,其中棉花种子成功发芽。

“现在生物在月球上生长规律等还有很多无法下确切结论,需要继续深入研究。”1月16日,嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师、教育部深空探测联合研究中心副主任、重庆大学先进技术研究院院长谢更新教授接受潇湘晨报记者采访时表示。但这也直接说明了月球上进行生物种植能够实现,为以后的“月球基地或月球村”建设打下良好基础。

棉花种子抗高温能力较强,所以能发芽

根据公开资料,此次在月球上进行的生物科普试验选择了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物作为样本,将它们的种子和虫卵带到月球上进行培育。传回的图片显示,棉花的嫩芽长势良好。

这一片嫩芽是如何生长出来的?

“这是在经历月球低重力、强辐射、长光照、长黑暗、宽温差等特殊环境里生长出来的,大部分时间温度比较高,棉花种子的抗高温能力比较强,所以能成功发芽。”谢更新说。

在月球上长出的第一株植物嫩芽,也意味着中国实现了人类首次月面的生物生长培育实验。

生物筛选考虑人的需求,果蝇实为“替补”

当然,这些生物样本的选择,也有一定的“讲究”。生物科普试验载荷项目将展示生物在月球低重力、强辐射等条件下的生长发育状态,对生物物种筛选有着非常严苛的要求。

根据公开资料,此次生物筛选,除了实现在月球表面环境下植物种子发芽或幼虫成长的目标,更重要的是对未来进一步开展太空生物学和月面生态系统构建技术研究进行长远考量。

粮、棉、油是人类赖以生存的最基本需求,因而棉花得以入选;马铃薯很有可能成为以后人类太空生存的主食;油菜作为重要的油料作物,是太空食物中不可或缺的油料保障;拟南芥、果蝇、酵母是全球科学家研究生物的模式物种,它们生长周期短,能够在短时间内展示完整的生命过程,便于研究生物生长发育和代谢规律。

谢更新介绍,根据生物特性,综合考虑研究价值、生物存活概率和物种的多样性来确定种类;同时,还要考虑的是自身技术能力和资源限制。“比如,一开始选定的并不是果蝇,而是蚕,但由于后来重量等约束条件,没有带电池进行保温,最后换成了果蝇。”他说。

实验难点

登月前休眠3个月,温控光照都是挑战

谢更新说,棉花种子成功发芽,一方面说明了实验取得的成功,另一方面也直接说明了月球上进行生物种植能够实现,为以后的“月球基地或月球村”建设打下良好基础。

事实上,这次生物生长试验在开发过程中也遇上不少难题。“首先在恶劣力学条件下要保证生物的活性。同时,对相机等也有很大考验,由于受到重量和数传信号的限制,两台相机只能是很笨的傻瓜相机,目前只能确认棉花种子已经发芽。”谢更新介绍。

在发射之前,这些生物必须在发射塔环境下封闭静置两个月,加上飞行期的一个月,三个月时间内这些生物必须处于休眠状态,抵达月球后再进入生长发育模式。

另外,温控和导光方面也带来了不小的技术压力,谢更新告诉潇湘晨报记者,“在月面300℃温差的情况下,把生物生长环境温度控制在正负5℃难度是比较大的,在不破坏生物结构的前提下,从月球表面导入的光照还必须满足生长需求”。

谢更新是湖南隆回岩口镇人,在湖南大学完成本科、硕士、博士学习,之后到美国加州大学伯克利分校做博士后研究。“在之前的学术生涯中,一直以来都是内心的科研追求在鼓舞着我。”他告诉记者。

谢更新对湖南具有深厚的感情。“游子都会产生思乡之情嘛,我抽空还是经常回家乡看看的。”他说。

记者 罗雅琪 实习生 谌千慧 长沙报道

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