牛！重慶大學牽頭的科普載荷將搭乘嫦娥四號進入月球表面

還記得《火星救援》中，馬特蒙達飾演的宇航員被困火星，通過自製肥料種植土豆堅持四年的故事嗎?但在地外星球真的能夠生長植物嗎?

在2017年全球航天探索大會上，我國多項即將執行的深空探測任務首度公開：2018年我國將發射嫦娥四號月球探測器抵達人類探測器未曾觸及的月球背面，由重慶大學牽頭的科普載荷「月面微型生態圈」也將作為「乘客」首次被送入月球表面。

為人類探索地外星球提供生存保障

△科普載荷「月面微型生態圈」。

2015年12月，由教育部深空探測聯合研究中心組織、由重慶大學牽頭的科普載荷「月面微型生態系統」在國家國防科工局等部門聯合發起的月球探測載荷創意設計徵集活動中，從257個創意中脫穎而出獲得一等獎，並在我國探月工程的「兩總」會上被評定為搭載方案。

「一個民族有一些關注天空的人，他們才有希望。」「月面微型生態圈」總設計師謝更新教授介紹，2018年年底科普載荷將「搭乘」嫦娥四號登上月球，實現人類首次在月球表面開展生物學實驗，並向全球廣大民眾首次展示月球表面生物生長、光合作用等生物學原理。

謝更新表示，此次科普載荷「月面微型生態圈」的研究，將會搭載馬鈴薯種子、擬南芥種子以及昆蟲卵到達月球表面進行栽培和孵化，而這也是為以後人類進入月球乃至地外星球生存提供保障。

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耗時兩年多進行大量科學研究

△馬鈴薯種子和擬南芥種子。

為了科普載荷進入月球表面後能工作正常，科研人員正進行著大量實驗工作。「月面微型生態圈」科普載荷總指揮、重慶大學副校長劉漢龍介紹，此科普載荷包含了機械、控制、環境、生物等多個交叉學科研究領域，由重慶大學牽頭，28所高校參與研究。

劉漢龍介紹，整個科普載荷呈圓柱形，高18厘米，直徑16厘米，總重量為3公斤，內部包含40多個零部件，加上螺絲釘、導線等後有100多個零部件，如何將這麼多零件整合并將重量控制在3公斤花費了研究團隊大量功夫。

另外，科普載荷將搭載馬鈴薯和擬南芥種子以及蠶卵，到達月球表面後將對其進行栽培和孵化。科普載荷主任設計師張元勛介紹，蠶產生二氧化碳，而馬鈴薯及擬南芥進行光合作用產生氧氣，構建起一個簡單的生態系統。

而通過觀察低重力、強輻射條件下植物的種子發芽、幼苗生長和開花的全過程，或蟲卵孵化、幼蟲成長發育、破繭成蝶，驗證月球環境下種子的呼吸作用和植物的光合作用，激發人們的生態環保意識。

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溫控能源方面均為研究難點

△科普載荷「月面微型生態圈」工作原理。

但月球表面的氣溫、重量、濕度等眾多環境都與地表不同，如何在38萬公里的月球上順利讓植物及昆蟲存活，幾大難點也讓研究團隊頭疼不已。

張元勛介紹，科學載荷主要的幾大難點在於：溫控、能源、生態系統的構建和未知的情況。月球表面溫度在零下170℃-零上120℃間，而植物及昆蟲理想生存溫度為1-30℃，所以載荷設置保溫層，以保證植物和昆蟲的正常生長，同時通過導光管保證光照。

能源問題也是科普載荷需要解決的一大問題，由於載荷重量嚴格控制在3公斤，所以任何零件的重量都會精確到克，這就必須選用能量密度大的電池，而在溫差大、高能粒子衝擊的惡劣環境下保證電池正常運轉也是一大難題。

謝更新介紹，這是將是人類首次抵達探測器都未接觸過的月球背面，各種意料之外的情況都要充分考慮，而他們的目標是將植物和昆蟲的生長過程向全世界進行直播，激發民眾民族自豪感和愛國熱情，提高環境保護意識和探索宇宙的熱情。

上游新聞-重慶晨報記者 傅柃暢 攝影 李斌

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