月球上开出人类第一朵花

[peter]

月球上开出人类第一朵花
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 種花生

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中國大陸的嫦娥四號探測器將於 2018 年探訪月球背面

中國的嫦娥四號探測器將於 2018 年探訪月球背面
http://chinese.engadget.com/2016/01/15/china-dark-side-of-the-moon-2018/

中國大陸國防科工局日前宣佈，嫦娥四號任務已通過了探月工程重大專項領導小組審議並開始實施，將會於 2018 年 6 月發射中繼星，然後在 2018 年年末的時候發射著陸器和巡視器。如果一切順利的話，這將是人類探測器首度在月球背面實現軟著陸，同時也是人類航天器第一次在地月 L2 點實現對地對月中繼通訊。

作為將「玉兔」帶上月球的嫦娥三號的備份，嫦娥四號探測器和運載火箭的正樣產品已經「基本齊套」。值得一提的是，這次國防科工局也對外發出了有關月球探測載荷創意設計的徵集，希望能找到「創新性突出、科普效果好、可工作在著陸器、巡視器和中繼衛星上，用於探測活動、科學實驗或技術試驗」的載荷創意。

[蕭同學_Skywatcher]

有趣

[peter]

http://www.universetoday.com/129664/dutch-going-moon-chinese/



嫦娥四號將在 地月的  拉格朗日點 


http://news.xinhuanet.com/politics/2016-06/09/c_1119017703.htm
２０１８年，月球永远背向地球的那一面将首次迎来人类的着陆探测器——嫦娥四号。

[peter]

月面微型生态圈”将随嫦娥四号登陆月球 试种花生

http://www.cnbeta.com/articles/tech/622185.htm
“月面微型生态圈”是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”，高18厘米，直径16厘米，净容积约0.8升，总重量3公斤。小“罐子”里乾坤大，里面将放置马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备。

科学家将在这个小空间里创造动植物生长环境，实现生态循环。在真空、微重力、极端温差的外界条件下，“月面微型生态圈”内将保持1到30摄氏度，以及适当的湿度，并通过光导管引进月球表面自然光线，创造植物生长环境

植物通过光合作用产生碳水化合物和氧气，供蚕“消费”；蚕的生长过程则产生出植物所需的二氧化碳和粪便等养料。在“月面微型生态圈”登月的100天里，它将实现微型生态循环。

此次月面生物实验的目标是在月球表面实现动植物的一个生命周期。根据100天的实验期限，科学家选定了马铃薯、拟南芥和蚕。这两种植物将生根发芽，开出月球表面第一朵花。同时，马铃薯还可作为人类太空生存食物来源，其实验价值更加重大。蚕卵则将在生态圈中完成虫卵孵化、幼虫生长发育和破茧成蝶的完整生命周期。届时，这项生物实验将通过小型照相机，向全球直播。

教育部深空探测联合研究中心主任设计师张元勋说，该实验项目的主要技术难点在于复杂月面环境下的温度控制和能源供给。温控方面，通过外穿保温层和内置空调来提供保障。能源方面，白天利用嫦娥四号太阳能电池板整体供电，夜晚通过高能量密度的内置电池供电，以保障空调、摄像机和信息传输系统的运行。

与去年NASA空间站开出的外太空第一朵花不同，本次“月面微型生态圈”实验位置距离地球38万公里，比离地300多公里的国际空间站遥远得多，所处月面环境也比国际空间站内部复杂得多。

“月面微型生态圈”总设计师、教育部深空探测联合研究中心副主任谢更新表示，这项实验极具突破性，对人类未来在地外星球生存具有重大意义。

[peter]

http://www.cnbeta.com/articles/tech/623681.htm

2018年，科普载荷“月面微型生态圈”将作为一位特殊的乘客搭乘嫦娥四号登陆月球表面，里面将放置马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵。两种植物将在100天的实验期限内生根发芽，开出月球表面的第一朵花。而蚕也将完成虫卵孵化、幼虫生长发育和破茧成蝶的完整生命周期。

“月面微型生态圈”总设计师谢更新教授介绍，2018年年底科普载荷将“搭乘”嫦娥四号登上月球，实现人类首次在月球表面开展生物学实验。这项生物实验将通过小型照相机，向全球直播。

6月18日，“月面微型生态圈”总设计师谢更新接受北京青年报记者的采访，详细介绍了月球上种植马铃薯等这一生物学实验的设想和过程。在谢更新看来，这次实验虽然需要克服诸多困难，但意义深远，它将成为人类首次月面生物实验，对人类未来在地外星球生存具有重大意义。

人类首次月球表面生物实验

北青报：当初为什么会有这样的实验设想？

谢更新：其实在其他星球上种植生物是很多国家都在研究的领域。中国之前的探索已经实现了在月球落地，这次试验算是探索过程的另一个创新。

北青报：是哪些人在开展这一实验？

谢更新：这个项目是由重庆大学牵头的科普载荷，已历时两年多的实验，除重庆大学外，湖南大学、北京航空航天大学、中国航天科技集团等高校和企业也参与其中，涉及机械、控制、环境、生物、光学、能源等多学科交叉的多个研发团队。团队核心的工作人员有二十多个。

北青报：“月面微型生态圈”是什么？

谢更新：这是一个圆柱体状的装置，高18厘米、直径16厘米，由铝合金制成，表面贴有我国国旗以及重庆大学和研究中心的标志。整个科普载荷月面微生态圈重量为3公斤，但是它的成本造价在千万元以上，单里面相机就达60万元。

北青报：与其他国家相比，这次探索在国际上处于什么位置？

谢更新：我们国家的这次探索是人类首次月面生物实验，与美国、俄罗斯等国家相比，都是领先的。这次探索也将证明，在国际上众多国家中，我们国家的空间探索正在由之前的跟随转换为领先、领跑的阶段。

与美国去年NASA空间站开出的外太空第一朵花不同，我们这次的实验位置距离地球38万公里，与离地300多公里的国际空间站相比要远得多。

月球温差大辐射强 种植面临不少挑战

北青报：这次需要克服的困难有哪些方面？

谢更新：在月球上是连续14天白昼再转换为连续14天的黑夜，高温能达到100多摄氏度，低温又降到零下100多摄氏度。

另外，月球上的紫外线没有经过过滤，动植物的生存需要面临高辐射、微重力等恶劣环境。这跟地球上的生存环境差距太大。这些都是要克服的难题。

北青报：那马铃薯、拟南芥和蚕靠什么生存呢？

谢更新：我们的“月面微生态圈”其实就是在模拟动植物在地球的生存环境。装置里面会带有水和配备好的营养液，通过一定的技术让罐子里的温度保持在1℃~30℃之间，控制好里面的湿度、养分。

另外，动植物的光合作用是靠吸收月球的自然光来进行的，整个装置里面是没有灯光的，是通过“罐子”中的光导管吸收月球表面的自然光进行光合作用，释放的氧气供蚕卵吸收，然后蚕卵排出二氧化碳和生活垃圾提供给植物种子。

北青报：动植物搭载“嫦娥”登上月球怎么克服超重问题？

谢更新：实验过程面临的一个难题是，如何把种子和蚕宝宝固定在“罐子”里，使其在发射过程中不会因为超重等压力而散落。

我们在容器的设计和重量上都经过反复计算，比如由于土壤太重、利用效率不高而选择了营养液，种子和蚕宝宝也通过技术实现了超重情况下的固定。

马铃薯有望成人类太空生存的一种食物

北青报：为什么会选择马铃薯、拟南芥、蚕这三种动植物？

谢更新：首先从生物自身的条件，选择的植物和生物要相对能耐高温和低温，生长周期也不能很长。经过实验，这三种动植物都是比较符合条件的。

另外，选择马铃薯也是为人类下一步的太空生存提供支持，目前国际上很多国家和研究机构都将马铃薯作为人类在太空生存的主要食物。

其次，动植物的选择上也会选择贴近普通人的生活、符合中国的文化传统，马铃薯是再常见不过的食物，蚕宝宝比较可爱，生长周期中也有破茧成蝶这一步骤，有比较好的寓意，象征着中国在空间探索的进步创新。

北青报：后期培育的马铃薯有望成为人类的食物吗？

谢更新：这是一种可能。我们会在同时期、相同条件下在地球上进行实验，将两者的数据进行对比和分析。通过实验，有可能在月球种植的马铃薯质量和产量都相对较高，但这需要进一步的研究。

北青报：后期人类有可能在月球上生存吗?

谢更新：如果植物种子能在这个环境下发芽、生长、开花，蚕卵能正常孵化、幼虫成长发育、破茧成蝶，一定程度上说明人类在月球居住不是梦想。

如果实验成功，它将为人类开展地外星球生存提供技术保障和奠定基础。就像这个月面微生态圈放得无限大，理论上人类也可以在月球居住。

[peter]

http://www.cnbeta.com/articles/science/625013.htm

月面微型生态圈”，将作为嫦娥四号的“乘客”之一，于2018年登陆月球表面，进行人类首次月面生物实验，届时将向全球进行直播。



嫦娥四号科普载荷实验生长箱。

受访者供图

仅重3公斤的“乾坤”罐

“月面微型生态圈”是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”，高18厘米，直径16厘米，净容积约0.8升，总重量3公斤。罐子虽然不大，内部可含有“整个世界”。

深空探测中心副主任、重庆大学先进技术研究院院长谢更新教授介绍，这个搭载嫦娥四号上月球的“罐子”里，将放土豆和拟南芥两种植物的种子和蚕卵，以及土壤、养分、空气等动植物生长需要的元素，还有记录动植物生长的微型摄像机和照相机、调节温度的空调、提供能源的电池等。

在罐子里，土豆和拟南芥会通过光导管吸收月球表面的自然光进行光合作用，释放氧气供生态圈里的“消费者”——蚕卵，然后蚕卵排出二氧化碳和生活垃圾提供给植物种子，循环往复，小生态圈就初现形态了。

虽然这个小小的罐子仅重3公斤，但是它里面的零部件达40个，成本造价在千万元以上。聚集了机械、控制、环境、生物、材料、能源、光学、通信等多学科交叉的研发团队的智慧，独创了多种新技术。

上千次筛选出的三位“乘客”

去年，美国宇航员斯科特·凯利在NASA空间站中培育出了一朵百日菊，成为第一株在外太空开放的花朵。这次我国带上月球开的花将是土豆花或拟南芥花。为什么会选择土豆、拟南芥、蚕这三位地球“乘客”到月球呢？

“这是我们经过上千次筛选的结果。”谢更新解释，因为“罐子”里资源有限，就要求里面的动植物不能占用过多空间。哪些动植物能登上月球，首要条件就是“个子小”。其次，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”内温度控制在最低-10℃，因此要求动植物能耐高温、耐冻，而且能抗辐射和抗干扰。

谢更新说，土豆是大家熟悉的食物，很有可能是以后太空的主食。这次选择的土豆是特别培育的“小个子”品种。拟南芥开花周期短，从发芽到开花只需1个月，是很好的实验用模式植物，因此把承担在月球开出第一朵花的任务交给了它。

蚕卵将在生态圈中完成虫卵孵化、幼虫生长发育和破茧成蝶的完整生命周期。选择蚕，有一个重要原因是因为它承载了中国的传统文化。

验证月球上的光合作用

“这次实验主要是想观察月球上的光合作用，并向人们进行科普。”谢更新介绍，通过“月面微型生态圈”观察低重力、强辐射条件下植物的种子发芽、幼苗生长和开花的全过程，或虫卵孵化、幼虫成长发育、破茧成蝶，验证月球环境下种子的呼吸作用和植物的光合作用。

与地球不同的是，月球自转一周需要28天。月球上的一个白天相当于地球的14天，届时这些动植物将在月球上连续度过14个白天再进入14个黑夜。

“我们会通过光导管引进月球表面自然光线，实现月面原位资源利用，让动植物完全接受月球的光照环境。”谢更新称，之前也考虑过用人工光线模拟地球上的光照环境，但利用月面自身光照对实验的意义更大。如果动植物能够适应月球光照进行生长，那么以后人类就可以在月球建设基地，开展长时间的科研工作，对人类未来在地外星球生存具有重大意义。

谢更新称，“罐子”里的温度会保持在-10℃至30℃之间，土豆、拟南芥和蚕将在里面实现微型生态循环。谢更新说，他们预计的时间为3个28天，希望能够在月球顺利开出第一朵花。

技术难点在于温度控制

此次嫦娥四号所抵达的月球背面距地球38万公里。月球环境真空，白天温度能达到100多摄氏度，夜晚零下100多摄氏度，加上微重力、太阳辐射强、高能粒子冲击等，给实验带来不小的困难。

“科普载荷月面微生态圈的难点在于温度的控制和能源的供给。”谢更新介绍，因为太空舱不会给“罐子”供电，因此他们需要自己解决能源问题。为了让“罐子”里温度恒定，他们给“月面微生态圈”穿上保温服并装了空调。但这个空调不是普通的空调，是应用重庆大学在建筑温控上的优势研制出的新型空调。利用太阳能电池就能进行温度控制，保证微型生态圈以及照相机等一些耗电器材的工作。

谢更新介绍，从发射准备到飞行登月，中间大约会有两个月时间。为了让动植物不在途中就开始生长，他们进行了大量相关试验，以保证动植物在旅途中沉睡，到达月球后再被唤醒。他说，发射后不能人为遥控操作，只能通过摄像头和传感器进行观测。届时，他们将通过视频观测动植物的生长过程，用传感器检测里面的温度，向全球直播。

据了解，这个科普载荷已历时两年多实验，预计在今年9月完成正式品，明年年底发射。除重庆大学外，湖南大学、北京航空航天大学、中国航天科技集团等高校和企业也参与其中，涉及机械、控制、环境、生物、光学、能源等多学科交叉的多个研发团队，其中多项技术今后将用于民用。