月球表面「發芽」，月兔嘴饞了嗎？

月球表面「發芽」，月兔嘴饞了嗎？

新京報漫畫/趙斌

科普之家

只有當太空種植實驗等這些技術逐漸成熟的時候，人類走向深空，建立月球基地，乃至移民外星球的步伐才能更加堅定。

月球上「發芽」了。

1月15日，嫦娥四號上搭載的生物科普實驗載荷發布了最新實驗照片，照片顯示試驗搭載的棉花種子已經長出了嫩芽，這也標誌著嫦娥四號完成了人類在月面進行的首次生物實驗。

這次搭載的科普載荷，實際上是一個密閉的「小型生物系統」。其中包括4種植物，分別是土豆、擬南芥、油菜和棉花。它們在生態系統中扮演了生產者的角色，吸收陽光、水、二氧化碳，產生氧氣，合成有機物。

此外，還有一種昆蟲是果蠅，擔當了消費者的角色，負責吃掉植物。而昆蟲排泄的廢棄物最後會被微生物，也就是搭載的酵母菌分解掉，酵母菌擔當著最後的分解者的角色，重新釋放出二氧化碳提供給植物呼吸。

生產者、消費者和分解者，如果相互匹配得比較好的話，是可以在密閉狀態下做到自我循環的。由於土豆的澱粉含量很高，在酵母菌的發酵下，還會產生酒精。或許，罐子里的果蠅此刻已經喝醉了呢？

月球上的環境對生命來講是很嚴酷的。不僅晝夜溫差大，而且被陽光照到的一面和背陰的一面溫差也很大，甚至能達到兩三百攝氏度。由於罐子中沒有空調，只能通過冷熱片傳導熱量，進行溫度調節，將罐子里的溫度控制在二三十攝氏度的室溫下，以「蒙騙」植物，讓它們以為春天來了，然後開始萌芽。

除溫度外，陽光也是植物生長所必需的。罐子里沒有燈，用的是月球上天然的太陽光，密封的罐子是鋁合金制成的，通過在罐子頂部開口，利用光管技術，把陽光引入到罐子中。

此外，水是生命之源。科普載荷攜帶了18毫升水，當嫦娥四號著陸到月球表面之後，通過水泵將水澆到植物種子上，促使植物發芽。

在物種的選擇上，由於月球環境非常惡劣，這次實驗選擇的物種，要求既能耐高溫，又能耐低溫，還要適應月球上的低重力條件。由於罐子小，生長空間只有1升左右，植物的個頭也不能太大。

除了上述條件，選擇這些物種，還與人類將來在月球上的生存有關。比如，土豆是全營養食品，是未來太空生活中最重要的食物來源，可以提供人體所需的大部分能量和營養。在科幻大片《火星救援》中，作為植物學家的男主角，就是通過種土豆才在火星上幸存下來的。

對載人深空探測來說，在從地球出發的漫長旅途中，以及在其他星球上拓荒的過程中，太空員所需的物資不可能都從地球上運過去，那樣的代價太昂貴了。因此，原位資源利用將成為一項基礎性的技術，也就是利用其他星球上的資源，生產氧氣、水、食物等生命必需物資，同時生產火箭燃料和發射平台、基座等建築材料。

在密閉生物系統中，協調生產者、消費者和分解者三者的效率，做到物質循環，為人類提供充足的食物來源和穩定的氧氣供應，是一項必要的基礎性工作。

今後，我們還將開展更大規模、更複雜的太空種植實驗，完善密閉生物系統的設計。只有當這些技術逐漸成熟的時候，人類走向深空，建立月球基地，乃至移民外星球的步伐才能更堅定。

□鄭永春（中國科學院國家天文台研究員、中國科普作家協會副理事長）