登上月球养蚕、种土豆

秋凡

继2016年美国在NASA空间站中培育出第一株在外层空间开放的百日菊之后，中国的土豆和拟南芥的种子将作为嫦娥四号的“乘客”，于2018年登陆月球表面，届时将在月球上开出第一朵土豆花或拟南芥花。

月球上面沒有气压，重力只有地球的1/6，它的1天时间相当于地球上的14天，而接着就是两周的黑夜。那里没有碳，而碳是植物进行光合作用不可或缺的元素。寻找在月球上种植植物的方法，比将人类送上月球更具挑战性。譬如说，月球环境是真空的，白天温度能达到一百多摄氏度，夜晚却降到零下一百多摄氏度，加上微重力、太阳辐射强、高能粒子冲击等，给动植物的生长带来极大的困难。

根据已知的动植物生长知识，中国科学家创造了一个能在月球上面适应动植物生长、实现生态循环的小空间——“月面微型生态圈”。该项目历时两年多的试验，终于在2017年9月完成正式品，将于2018年年底发射。

“月面微型生态圈”是模拟动植物在地球上的生存环境，由特殊铝合金材料制成的一个圆柱形“罐子”，高18厘米，直径16厘米，净容积约0.8升，总重量3千克。罐子虽然不大，内部却大有乾坤，里面零部件达40个，聚集了机械、控制、环境、生物、光学、能源等多学科交叉的研发团队的智慧。这次实验的主要目的是观察植物在月球上的光合作用，并为下一步科研活动提供更大的可能性。

为了让“罐子”里温度恒定，研究人员给“月面微型生态圈”穿上了保温服，并安装了根据应用在建筑温控上的优势研制出的新型空调。然后，研究人员又利用太阳能电池控制温度，保证微型生态圈和照相机等一些耗电器材的运作。

因为“罐子”里资源有限，动植物占用的空间不能过多，加上月球上没有大气传递热量，昼夜温差大，因此所选种子必须满足个子小、耐高温、耐冻、抗辐射和抗干扰等因素。经过上千次的筛选后，土豆、拟南芥、蚕脱颖而出，成功获得任务榜上的指定名额。除了土豆、拟南芥两种植物的种子和蚕卵之外，“罐子”里面还放有土壤、养分、空气等动植物生长需要的元素，以及记录动植物生长的微型摄像机和照相机、调节温度的空调、提供能源的电池等。

有了恒温的保障，“罐子”里的温度会保持在-10℃至30℃之间，土豆和拟南芥通过光导管吸收月球表面的自然光进行光合作用，释放氧气供养生态圈里的“消费者”——蚕卵，然后蚕卵排出二氧化碳和生活垃圾提供给植物种子，循环往复。如此一来，一个小生态圈就初现形态了。预计在三个月后，有望在月球上顺利开出第一朵花。

从发射准备到飞行登月这两个月里，为了让动植物在指定时空中生长，研究人员进行了大量试验，以保证动植物在旅途中沉睡，到达月球后再被唤醒。据该项目的总指挥谢更新教授介绍，通过“月面微型生态圈”观察低重力、强辐射条件下植物种子的生长全过程，能验证月球环境下种子的呼吸作用和植物的光合作用。

当这两种植物在月球表面开出第一朵花，而土豆就可作为人类太空生存的食物来源，这次实验的价值将更加重大。人类对外层空间的好奇和探索从未停止，或许在不久的将来，人类移居月球就不再是梦。

（李淇淇荐自《知识窗》）

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