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嫦娥四号生物科普实验简单归纳

生物100 2023-02-13

2019年1月15日,由重庆大学牵头的嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称,随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中,棉花种子成功发芽。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。”重庆大学谢更新教授表示,这是人类第一次在月面上做生物生长试验,在荒芜的月球上培育出第一株植物嫩芽,并随时间的推移,成功实现人类有史以来第一片在月球生长的绿叶。

1 实验设计

1.1 生物因素:生物科普试验载荷内搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物作为样本,将它们的种子和虫卵带到月球上进行培育,均放置于密封的生物科普试验载荷罐内,让它们形成一个简单的微型生态系统。

1.2 非生物因素:生物科普试验载荷罐由特殊的铝合金材料制成,直径173毫米,高198.3毫米,内部除了6种生物,还有18毫升水,和土壤、空气、热控以及两个记录生物生长状态的相机,总重量为2.608公斤。生物生长空间为1升左右。

1.3 对照设计:生物科普试验载荷项目组同时在重庆大学开展了地、月对比实验,同一个生态系统(密闭空间)在地球、月球不同条件下以及在地面自然条件下(开放空间)的生长发育情况对比。

2 实验过程

2.1  2018年10月10日。生物科普试验载荷罐在地面组装合盖。为了确保全过程无生物污染,所有生物装载操作均在严格无菌环境的超净工作台中进行

2.2  2018年12月8日。生物科普试验载荷罐随着嫦娥四号探测器成功升空。

2.3  2019年1月3日23点18分。在经历发射和着落等阶段严酷的力学考验后,生物科普试验载荷于嫦娥四号登陆月球第一天加电开机,并启动主相机拍照。

2.4  2019年1月3日23点48分。在地面控制中心发送放水指令后,搭载的6种生物结束了休眠,进入生物月面生长发育模式。

2.5  2019年1月5日20点。地面接收数据显示生物科普试验载荷内种子已经发育为胚根。在随后传回的图片中,可以清晰地看到棉花种子率先发芽,长出了绿绿的叶子。

2.6  2019年1月12日20:03:34。地面发送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零下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

3 实验结果:生物科普试验载荷传回的照片显示,棉花成功发芽。据介绍,截至试验结束前,未从传回数据中观测到其它生物生长状况。

4 初步实验结论

4.1 月球上植物先于地球发芽。可能原因:月球和地面的实验室在同温度、同湿度下进行的,不同的是月球上日照条件虽然较差,但为24小时照射,同时有辐射,地面上没有辐射。

4.2 耐高温植物更适合月球生长。那么什么样的植物更适合在月亮上生长呢?在此前报道中,最初确定的旅行“乘客”是土豆、拟南芥、蚕,为何这次会变为棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇?因为生物科普试验载荷罐里资源有限,里面的动植物不能占用过多空间,同时由于月球上没有大气传递热量,昼夜温差大,在太空舱内温度控制在30℃到-60℃,“罐子”内温度采用物理控制方式,控制在最低-10℃,因此要求动植物能耐高温、耐冻、抗辐射和抗干扰的特点。因为不清楚月面的温度,从生物的多样性上考虑,他们选择了低温和高温的物种都试一试。这次的试验证明,耐高温植物更适合月球生长。

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