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揭秘嫦娥四號(hào)生物實(shí)驗(yàn)：曾考慮搭載烏龜

2019-2-27 8:59:41 來(lái)源：人民日?qǐng)?bào)海外版 .

①月面示意圖,。 ②手繪嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)載荷示意圖。

謝更新手捧嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)載荷留影,。

　　月球沿著橢圓形軌道,，運(yùn)行至近地點(diǎn)附近時(shí)就會(huì)讓人們覺(jué)得格外大而明亮，被稱為“超級(jí)月亮”,。近日,，適逢“超級(jí)月亮”當(dāng)空，全球各地對(duì)其關(guān)注度顯著上升,。而對(duì)很多中國(guó)人來(lái)說(shuō),，抬頭仰望那輪“超級(jí)月亮”時(shí)除了欣賞贊嘆之外，還有發(fā)自心底的牽掛,。因?yàn)榫驮谀丘嵉拿髟轮�,，我們的嫦娥四�?hào)正在那里，經(jīng)受著月夜超低溫的嚴(yán)酷考驗(yàn),。

　　月面環(huán)境是可怕的,，白天最高溫度高近130攝氏度，最低則低于零下180攝氏度,，無(wú)疑是生命的禁區(qū),。然而,，嫦娥四號(hào)自月背軟著陸以來(lái)不僅頑強(qiáng)地“生存”下來(lái)，而且成功進(jìn)行了一系列科學(xué)探測(cè)活動(dòng),，其中包括進(jìn)行了月面生物科普實(shí)驗(yàn),，在那個(gè)絕世寂寥的天地間生長(zhǎng)出第一片綠葉，創(chuàng)造了人類月球探測(cè)的歷史,。

　　近日,，嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)載荷的總設(shè)計(jì)師、教育部深空探測(cè)聯(lián)合研究中心副主任謝更新接受了本報(bào)專訪,，揭秘了本次實(shí)驗(yàn)背后鮮為人知的故事,。

　　①旨在激發(fā)探索熱情和環(huán)保意識(shí)

　　嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)最早可追溯到2016年,。彼時(shí),，國(guó)防科工局、教育部,、中國(guó)科學(xué)院等聯(lián)合開(kāi)展月球探測(cè)載荷創(chuàng)意設(shè)計(jì)征集活動(dòng),。重慶大學(xué)聯(lián)合教育部深空探測(cè)聯(lián)合研究中心提出的“月面微型生態(tài)系統(tǒng)”設(shè)計(jì)方案從征集活動(dòng)的眾多方案中脫穎而出，成為嫦娥四號(hào)搭載項(xiàng)目的中選方案,。

　　該研究中心掛靠重慶大學(xué),，依托重慶大學(xué)的科研平臺(tái)，開(kāi)展深空探測(cè)領(lǐng)域研究,。作為聯(lián)合研究中心核心成員之一,，謝更新參與了征集活動(dòng)，并在方案設(shè)計(jì)中起到特殊重要作用,，他后來(lái)也因此被選拔為嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)載荷總設(shè)計(jì)師,。

　　對(duì)載荷設(shè)計(jì)創(chuàng)意，謝更新回憶說(shuō)：“時(shí)任聯(lián)合研究中心主任鐘志華鼓勵(lì)我們開(kāi)拓思路,，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要既能推動(dòng)學(xué)科發(fā)展,，又能引起大眾關(guān)注宇宙的熱情和激發(fā)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)�,！蔽覀�?cè)O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)據(jù)此進(jìn)行頭腦風(fēng)暴,，最終拿出了別具一格的月面生物實(shí)驗(yàn)的方案�,！�

　　在生物科普實(shí)驗(yàn)載荷項(xiàng)目的準(zhǔn)備過(guò)程中,，載荷團(tuán)隊(duì)遇到各種問(wèn)題。他們憑借著航天精神,，在實(shí)驗(yàn)物種篩選,、罐體工程設(shè)計(jì)、地面驗(yàn)證試驗(yàn)等方面,，逐項(xiàng)解決問(wèn)題,。

　　②“我們還考慮過(guò)搭載烏龜,！”

　　嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)載荷搭載了棉花種子、油菜種子,、酵母和果蠅卵等,。雖然種類并不多，但是把這幾類從眾多生物物種中選擇出來(lái)并不容易,。謝更新介紹說(shuō),，課題組為此花費(fèi)了兩年時(shí)間，囿于各種因素的限制,，期間,，選取的物種更換了多次。

　　蠶卵曾入選為本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象,。謝更新解釋說(shuō)，理由有兩條：一是人們對(duì)其熟識(shí)程度高,。蠶可謂家喻戶曉,，很多人可能還有養(yǎng)蠶經(jīng)歷。與之相比,，人們對(duì)果蠅或者酵母就顯得陌生,。選蠶更有利于更好地做科普工作。二是文化內(nèi)涵豐富,。中國(guó)自古以來(lái)就以絲綢文明天下,，古絲綢之路大大促進(jìn)了東西方交往，今天的“一帶一路”倡議也源于此,。此外,，蠶吐絲、結(jié)繭,、破繭成蝶象征著中華民族實(shí)現(xiàn)蝶變,。然而，遺憾的是,，由于客觀條件限制,，載荷不具備蠶從破卵到成蝶的周期保障能力，蠶卵選項(xiàng)被迫取消了,。

　　謝更新透露,，開(kāi)始階段，工程約束性不是很大,，課題組思路很開(kāi)放,，甚至考慮過(guò)搭載烏龜，寓意其與玉兔二號(hào)賽跑,，彰顯中國(guó)文化色彩,。但是由于尺寸,、活動(dòng)空間、氧氣的制約,，烏龜也被放棄了,。

　　實(shí)驗(yàn)科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)最終確定圍繞三大目標(biāo)進(jìn)行物種選擇。一是具有生物實(shí)驗(yàn)意義,，二是達(dá)到科普知識(shí)的目的,，三是向世界展示中國(guó)重大工程技術(shù)能力和水平。最終入選的是“棉花種子,、油菜種子,、擬南芥種子、馬鈴薯,、酵母和果蠅卵”,。

　　③多方面多學(xué)科通力合作

　　嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)載荷匯聚了眾多部門(mén)科研人員的智慧,，參與其中的,，除了深空探測(cè)聯(lián)合研究中心實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)、重慶大學(xué)的相關(guān)人員之外,，還包括來(lái)自湖南大學(xué),、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué),、中國(guó)航天科技集團(tuán)等高校團(tuán)隊(duì)和企業(yè)團(tuán)隊(duì),，領(lǐng)域涉及機(jī)械、控制,、環(huán)境,、生物、光學(xué),、能源等,。

　　“生物科普實(shí)驗(yàn)不僅是項(xiàng)研究，而且是工程項(xiàng)目,。要實(shí)現(xiàn)工程化,，必須要凝聚幾個(gè)核心團(tuán)隊(duì)�,！敝x更新教授表示,。各專業(yè)團(tuán)隊(duì)分工合作，做好自己承擔(dān)的工作,。例如,，位于山東省煙臺(tái)市的航天513所，在實(shí)驗(yàn)載荷的整機(jī)工程化做出了重要貢獻(xiàn),。該所負(fù)責(zé)控制分系統(tǒng)中控制電路硬件研制,、軟件編程,、整機(jī)裝配及焊裝、熱控實(shí)施和部分環(huán)境試驗(yàn),。接到任務(wù)后,，513所迅速整合所內(nèi)外資源，組織經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)骨干,，開(kāi)展產(chǎn)品研制,。這也是該所繼神舟九號(hào)之后再一次在太空生物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的重要實(shí)踐。

　　大工程更要出細(xì)活,。實(shí)驗(yàn)科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)在細(xì)節(jié)上下足了功夫,。在載荷生物的采光方案上，謝更新說(shuō)：“當(dāng)時(shí)在載荷上有兩種方案,，一種是使用白熾燈光,，這種技術(shù)已經(jīng)很成熟了；第二種是采用自然光,，但是沒(méi)有現(xiàn)成的方案,。我們考慮到這次載荷不僅僅只是想做一個(gè)太空生物研究而已。最重要的是向大眾普及生物學(xué)知識(shí),，比如說(shuō)在月面的光合作用。所以在載荷上,，我們花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力采用了特殊的裝置,，以達(dá)到使用月面太陽(yáng)自然光的目的，雖然難度大大增加,，但意義更大,。”

　　④豐富成果與國(guó)際社會(huì)共享

　　嫦娥四號(hào)登陸月球背面是人類第一次,，沒(méi)有詳細(xì)歷史數(shù)據(jù)可參考,，也無(wú)經(jīng)驗(yàn)可借鑒。對(duì)于實(shí)驗(yàn)載荷來(lái)說(shuō)也是如此,，團(tuán)隊(duì)只能對(duì)月背環(huán)境進(jìn)行分析預(yù)測(cè),，難免有誤差。為盡可能適應(yīng)軟著陸后月背地面溫度,，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)選擇了耐低溫的和耐高溫的6類生物,。此舉被證明是非常有遠(yuǎn)見(jiàn)的。傳回的數(shù)據(jù)顯示,，軟著陸時(shí),，載荷內(nèi)溫度達(dá)30多攝氏度，而此前預(yù)測(cè)的溫度是20攝氏度,。喜溫耐熱的棉花種子順利完成了高溫下發(fā)芽生長(zhǎng)的過(guò)程,，摘下了“月球第一片嫩芽”的桂冠,。

　　受重量3千克的約束，載荷還需要包括罐體,、水,、土壤等必需品，所能承載的資源非常有限,。對(duì)實(shí)驗(yàn)載荷的圖像捕捉只能通過(guò)兩部傻瓜相機(jī)傳回的照片來(lái)實(shí)現(xiàn),。特殊的環(huán)境對(duì)相機(jī)在抗輻射、抗高低溫,、抗震動(dòng),、真空等方面提出了異常苛刻的要求,，使得其功能盡可能簡(jiǎn)單,，比如沒(méi)有調(diào)焦等功能，也不能移動(dòng),。

　　謝更新透露說(shuō)：“專家在分析兩部傻瓜相機(jī)拍攝傳回的照片時(shí),，高度懷疑其他種子也發(fā)芽了，果蠅卵也可能發(fā)育孵化了,。但是圖片中只有棉花發(fā)芽是非常清楚的,，所以經(jīng)過(guò)審慎考慮，我們只對(duì)外公布確認(rèn)了棉花種子發(fā)芽,。雖然略有遺憾,，但是載荷團(tuán)隊(duì)仍然收獲頗豐�,！�

　　謝更新說(shuō),，實(shí)驗(yàn)載荷團(tuán)隊(duì)向公眾發(fā)布了數(shù)張實(shí)驗(yàn)圖片，還有近400張正用于科學(xué)研究,，揭示種子在微重力,、高輻射、高真空,、高溫差的特殊環(huán)境下,，生長(zhǎng)發(fā)芽的特點(diǎn)。

　　“當(dāng)然,，這些數(shù)據(jù)是開(kāi)放的,，歡迎外國(guó)同行合作研究，為人類更好認(rèn)識(shí)和利用月球環(huán)境創(chuàng)造條件,。目前,，歐美、中國(guó)都有建設(shè)月球基地的規(guī)劃，其中必然涉及生物活動(dòng),。這次實(shí)驗(yàn)是一次重要的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)技術(shù)的積累,，為未來(lái)月球基地的建設(shè)奠定研究基礎(chǔ)�,！敝x更新最后表示,。（賴杰）

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