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嫦娥四號實現人類首次月面生物試驗
2019-01-16 閱讀次數:

  人類首次在月面的生物生長培育試驗成功,棉花種子成為人類在月球上種植出的第一株植物嫩芽。1月15日,重慶大學在重慶舉辦嫦娥四號生物科普試驗載荷新聞發布會,對外正式公布這一消息。
  棉花種子在月球上發出首株嫩芽
  “該載荷是人類首次在月球上開展生物試驗。”重慶大學副校長、科普載荷項目總指揮劉漢龍介紹。
  生物科普試驗載荷罐是一個高度密封的圓柱形抗壓容器,由高性能鋁合金加工并進行了防腐處理制成。“罐子”直徑173毫米,高198.3毫米,由結構模塊、熱控模塊、控制模塊、導光模塊、生物模塊等組成,載荷內搭載馬鈴薯、擬南芥、油菜、棉花、果蠅、酵母6種生物,還有18毫升水,以及土壤、空氣、熱控和兩個記錄生物生長狀態的相機。載荷罐總重量為2.608公斤,生物生長空間為1升左右。
  載荷罐在登陸月球后第一天1月3日23時18分加電開機,開始進入生物月面生長發育模式。
  1月12日20時,隨嫦娥四號登陸月球背面的生物科普試驗載荷罐傳回最后一張試驗照片,顯示罐內生長出的棉花種子嫩芽長勢良好。
  1月12日20時03分34秒地面發送了生物科普試驗載荷斷電指令,載荷正常關機。生物科普試驗載荷內部在月夜溫度為-52℃的情況下,所攜帶的6種生物將結束本次科普試驗使命,處于冷凍狀態。
  “從開機至斷電,生物科普試驗載荷在軌工作狀態良好,累計工作時間長達212.75小時,順利實現了種子發芽,達到了設計指標,部分指標超過預期。”教育部深空探測聯合研究中心副主任、生物科普試驗載荷總設計師、重慶大學先進技術研究院院長謝更新表示,這表明在經歷月球高真空、寬溫差、強輻射等嚴峻環境考驗后,人類在月球上種植出了第一株植物嫩芽,實現了人類首次月面的生物生長培育試驗。
  突破五大難題實現首次生物試驗
  “搭載的6種生物看似簡單,卻是我們數百次試驗選擇的結果。”謝更新介紹,由于月球表面低重力、強輻射、高溫差等極端條件限制,需要參選的動植物具有耐高溫、耐凍、抗輻射、抗干擾的特點,從生物多樣性上考慮,他們選取了各具代表性的生物。
  最終試驗顯示,耐高溫的棉花種子實現了發芽,其余耐低溫的種子則未能發芽。
  此次試驗突破了生物休眠、“旅途”顛簸、放水控制、密封控制、月面采光五大難題。謝更新介紹,針對長期-57℃低溫微弱漏氣現象,通過結構分析、密封材料性能優化等多種方法予以解決;為了使科普載荷能夠在-60℃到-80℃的溫度范圍內保持穩定的適宜生物生存的溫度,通過20多次熱方案設計及優化,最終確定了由半導體制冷器、電加熱器、散熱片及隔熱措施相結合的方式,實現科普載荷內部智能化溫度控制。
  為了解月球上光合作用情況,通過在罐上開孔用光導管引入日光的方式,讓罐內的生物接受照射。并通過多次試驗,對導管的方位和角度進行了特別的設計,避免了月塵對光導管的封堵。
  對于放水時間的把控,項目設計水倉室攜帶了一個裝有18毫升生物專用水的水袋和電磁泵,并對水管口用新型溶劑封口,確保在月球上才會讓水釋放到生物艙表面,為生物生長提供水分。
  謝更新說,此次試驗拿到了大量珍貴的第一手數據,項目團隊通過研究生物在月球低重力、強輻射、自然光照條件下動植物的生長發育狀態,為人類今后建立月球基地提供研究基礎和經驗。下一步,項目團隊將繼續進行研究探索。
  劉漢龍表示,科普是本次載荷項目最重要的使命,希望通過生物科普試驗載荷的實施,宣傳我國探月工程成果,激發人們對宇宙探索和科學研究的興趣,提高人們的環境保護意識。

 

 

文章來源:科技日報
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