浙江新闻客户端
记者屠晨昕厉害了！月亮上的第一次发芽，中国人干的。据央视报道，今天，嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布最新试验照片，照片显示试验搭载的棉花种子已长出嫩芽，这标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的第一次生物实验。最新传回的图片显示，棉花嫩芽长势良好，这是在经历月球低重力、强辐射、高温差等严峻环境考验后，月球上长出的第一株植物嫩芽。郑永春，中国科学院国家天文台研究员，科普中国形象大使，中国科普作家协会副理事长（郑永春供图）一不小心，中国人又拿下了一项人类太空开拓史上的“世界第一”。这次小规模的月表生物圈实验，对于已经提上议事日程的月球基地建设，乃至于远景规划中的人类登陆火星，究竟有多大的意义？浙江新闻客户端连线了中科院国家天文台研究员、中国首位卡尔·萨根奖得主、“火星叔叔”郑永春，作为科普专家来为读者解读“月亮上的第一次发芽”。月面微型生态圈实验模型。封面新闻供图浙江新闻客户端：此次在月球上进行的生物科普试验选择了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇6种生物作为样本，这些物种的选择，有啥统一的标准吗？郑永春：由于月球环境非常恶劣，这次实验选择的物种，要求既能耐高温，又能耐低温，可以抵抗极端温差，而且还要耐辐射，适应月球上的低重力条件。由于罐子小，生长空间只有1升左右，植物的个头也不能太大。除了上述条件，选择这些物种，还与人类将来在月球上的生存有关。其中，土豆是全营养食品，是未来太空生活中最重要的食物来源，可以提供人体所需的大部分能量和营养。在年上映的科幻大片《火星救援》中，作为植物学家的男主角，就是通过种土豆才在火星上幸存下来的。俄罗斯主持的“火星”太空模拟生存实验中，航天员也是以土豆为主要食物，简直就是太空中的口粮。棉花和油菜大家都很熟悉了。棉花是主要的农业作物品种之一，既能作为衣物保暖，也可以用于缓冲减震、生产绳索等，在太空生活中有很广泛的用途。油菜是中国南方常见的油料作物，笔者小时候就是吃着用菜籽油炒成的菜长大的，香味独特，不同于北方常用的大豆油和花生油。在幼苗期，油菜还可以作为绿叶蔬菜直接食用。除了供太空移民吃穿所需外，植物还有观赏价值，可以舒缓长期太空旅行带来的紧张情绪和孤独感，部分担当了心理医生的作用。浙江新闻客户端：大家对拟南芥这种植物比较陌生，能否介绍一下？为什么要选这个物种？郑永春：拟南芥是一种模式植物，与萝卜、卷心菜等蔬菜一样，都属于十字花科；由于结构简单，生长周期短，特别好养活，所以是太空种植的常客，此前在天宫二号空间实验室的科学实验中也上过天。浙江新闻客户端：能否具体谈谈，6个物种的搭配有啥讲究？郑永春：这次搭载的科普载荷，实际上是一个密闭的生物系统，包括4种植物，分别是土豆、拟南芥、油菜和棉花。这些植物对人类有着重要的实用和研究价值，它们吸收阳光、水、二氧化碳，产生氧气，合成有机物。此外，还有一种昆虫是果蝇，担当了消费者的角色，负责吃掉植物。酵母是分解者的角色，用于分解有机物，释放出一定量的二氧化碳供植物呼吸。生产者、消费者和分解者，如果相互匹配得比较好的话，是可以在密闭状态下实现自我循环的。由于土豆的淀粉含量很高，在酵母菌的发酵下，还会产生酒精。或许，罐子里的果蝇此刻已经喝醉了呢？记得在小学语文课本里，有一篇课文叫做月球之谜，介绍了在地球上利用模拟月球土壤进行生物实验，孩子们对月球土壤竟然可以种植物感到非常好奇。而那时近乎科幻般的梦想，如今已经成为现实，这也是人类第一次在月球上开展生物实验。浙江新闻客户端：可是我们知道，月球上是纯太空的真空环境，对于碳基生命来说是很严酷的。这么个小小的金属罐子，怎么营造适宜动植物生长的环境呢？郑永春：的确是。不仅昼夜温差大，而且被阳光照到的一面和背阴的一面温差也很大，甚至可以达到两三百摄氏度。由于罐子中没有空调，只能通过冷热片传导热量，进行温度调节，将罐子里的温度控制在二三十摄氏度的室温下，以蒙骗植物，让它们以为春天来了，然后开始萌芽。除了温度之外，阳光也是植物生长所必需的。罐子里没有灯，用的是月球上天然的太阳光，密封的罐子是铝合金制成的，通过在罐子顶部开口，利用光管技术，把阳光引入到罐子中，但这会对罐子的密封性提出了挑战。浙江新闻客户端：水是生命之源，这个微型生物圈里的水的供应如何保证？郑永春：据我所知，此次科普载荷携带了18毫升水，当嫦娥4号着陆到月球表面之后，通过水泵将水浇到植物种子上，促使植物发芽。嫦娥4号科普载荷实验长生箱。浙江新闻客户端：我们知道，此次的嫦娥四号科普载荷是由重庆大学牵头实施的，带有“科普”两个字，明显具有全民教育性质。除了科学实验以外，如何看待这一项目的科普功能？郑永春：事实上，天宫二号飞行任务中，我们的航天员就已经面向全国的中小学生进行过太空授课，社会效益非常好。此次嫦娥四号科普载荷是通过全国范围内的遴选产生的，是国家重大科技工程与青少年科学教育密切结合的又一次尝试，既达到了宣传探月工程的目的，又传播了科学知识和科学精神，是一举两得的好事。不过，这次项目的科学传播方式还比较传统，网络直播、视频拍摄、动画制作等新媒体科普方式还有待引入。载荷征名、搭载物种征集、科普征文大赛等，也都可以进行尝试，通过丰富科普形式，以达到更好的科普效果。月面微型生态圈模型内部。浙江新闻客户端：最后，让我们展望一下“星辰大海”吧！对于人类未来移民月球乃至火星这两个地球的邻居，这次生物科普载荷试验如果成功的话，最大的价值在哪里？郑永春：对载人深空探测来说，在从地球出发的漫长旅途中，以及在其他星球上拓荒的过程中，航天员所需的物资不可能都从地球上运过去，那样的代价太昂贵了。因此，原位资源利用将成为一项基础性的技术，利用其他星球上的资源，生产氧气、水、食物等生命必需物资，同时生产火箭燃料和发射平台、基座等建筑材料。在密闭生态系统中，协调生产者、消费者和分解者三者的效率，实现物质循环，为人类提供充足的食物来源和稳定的氧气供应，是一项十分必要的基础性工作。北京航空航天大学提出的“月宫一号”计划，在这方面进行了长期探索。今后，还将开展更大规模、更复杂的太空种植实验，完善密闭生态系统的设计。只有当这些技术逐渐成熟的时候，人类走向深空，建立月球基地，乃至移民火星的步伐才能更加坚定。