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棉花种子在月球上发出首株嫩芽嫦四突破五大难题实现首次生物试验

2019-01-16 10:18:05来源：科技日报

来自月球的照片

生物科普试验载荷传回的照片显示，棉花的种子有发芽的迹象。

人类首次在月面的生物生长培育试验成功，棉花种子成为人类在月球上种植出的第一株植物嫩芽。1月15日，重庆大学在重庆举办嫦娥四号生物科普试验载荷新闻发布会，对外正式公布这一消息。

棉花种子在月球上发出首株嫩芽

“该载荷是人类首次在月球上开展生物试验。”重庆大学副校长、科普载荷项目总指挥刘汉龙介绍。

生物科普试验载荷罐是一个高度密封的圆柱形抗压容器，由高性能铝合金加工并进行了防腐处理制成。“罐子”直径173毫米，高198.3毫米，由结构模块、热控模块、控制模块、导光模块、生物模块等组成，载荷内搭载马铃薯、拟南芥、油菜、棉花、果蝇、酵母6种生物，还有18毫升水，以及土壤、空气、热控和两个记录生物生长状态的相机。载荷罐总重量为2.608公斤，生物生长空间为1升左右。

载荷罐在登陆月球后第一天1月3日23时18分加电开机，开始进入生物月面生长发育模式。

1月12日20时，随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷罐传回最后一张试验照片，显示罐内生长出的棉花种子嫩芽长势良好。

1月12日20时03分34秒地面发送了生物科普试验载荷断电指令，载荷正常关机。生物科普试验载荷内部在月夜温度为-52℃的情况下，所携带的6种生物将结束本次科普试验使命，处于冷冻状态。

“从开机至断电，生物科普试验载荷在轨工作状态良好，累计工作时间长达212.75小时，顺利实现了种子发芽，达到了设计指标，部分指标超过预期。”教育部深空探测联合研究中心副主任、生物科普试验载荷总设计师、重庆大学先进技术研究院院长谢更新表示，这表明在经历月球高真空、宽温差、强辐射等严峻环境考验后，人类在月球上种植出了第一株植物嫩芽，实现了人类首次月面的生物生长培育试验。

突破五大难题实现首次生物试验

“搭载的6种生物看似简单，却是我们数百次试验选择的结果。”谢更新介绍，由于月球表面低重力、强辐射、高温差等极端条件限制，需要参选的动植物具有耐高温、耐冻、抗辐射、抗干扰的特点，从生物多样性上考虑，他们选取了各具代表性的生物。

最终试验显示，耐高温的棉花种子实现了发芽，其余耐低温的种子则未能发芽。

此次试验突破了生物休眠、“旅途”颠簸、放水控制、密封控制、月面采光五大难题。谢更新介绍，针对长期-57℃低温微弱漏气现象，通过结构分析、密封材料性能优化等多种方法予以解决;为了使科普载荷能够在-60℃到-80℃的温度范围内保持稳定的适宜生物生存的温度，通过20多次热方案设计及优化，最终确定了由半导体制冷器、电加热器、散热片及隔热措施相结合的方式，实现科普载荷内部智能化温度控制。

为了解月球上光合作用情况，通过在罐上开孔用光导管引入日光的方式，让罐内的生物接受照射。并通过多次试验，对导管的方位和角度进行了特别的设计，避免了月尘对光导管的封堵。

对于放水时间的把控，项目设计水仓室携带了一个装有18毫升生物专用水的水袋和电磁泵，并对水管口用新型溶剂封口，确保在月球上才会让水释放到生物舱表面，为生物生长提供水分。

谢更新说，此次试验拿到了大量珍贵的第一手数据，项目团队通过研究生物在月球低重力、强辐射、自然光照条件下动植物的生长发育状态，为人类今后建立月球基地提供研究基础和经验。下一步，项目团队将继续进行研究探索。

刘汉龙表示，科普是本次载荷项目最重要的使命，希望通过生物科普试验载荷的实施，宣传我国探月工程成果，激发人们对宇宙探索和科学研究的兴趣，提高人们的环境保护意识。

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