「央视新闻」中国嫦娥四号登陆月球背面 可以在月球上“种菜”
[] 提示您本文原始标题：终于可以在月亮上面“种菜”了！揭秘月球上的第一道“绿色”
2019年1月3日 ， 嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区 ， 这是人类首次实现在月背着陆 。 嫦娥四号在实现人类首次月背着陆探测外 ， 还进行了一项生物科普试验 。 在这个生物科普载荷里 ， 携带了土豆、油菜、拟南芥、棉花、酵母和果蝇六种生物 。 希望能够验证月球上植物、动物和微生物的生长情况 。
在今年年初传回的一张试验照片上显示 ， 科普载荷里的棉花种子长出了一株绿叶 ， 这也是在月面上长出的第一道“绿色” 。 不过由于相机清晰度的原因 ， 这张照片上有些信息一直没有得到确认 。 比如照片中的绿叶上面的阴影是怎么回事 。
近日 ， 研发团队通过三维重构和数据分析 ， 将这张图片进行了深度处理 。 发现这抹绿色其实是由两片叶子组成的 ， 而刚刚所说的阴影就是另外一片叶子的影子 。 同时 ， 这张图片上还展示了月球上植物根茎生长的特点 ， 再次证明了在月球上强辐射、低重力的环境下 ， 仍然可以培养出植物 。
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试验成功了 ， 但是大家可能不会想到 ， 这个实现首次在月球上“种菜”的团队 ， 其实并不是一个专业的航天队伍 。 他们当中的大多人甚至没有与航天相关的背景 ， 这也让他们在研制和试验的过程中 ， 遇到了很多意想不到的困难 。
没有航天“背景”的太空追梦人
从环境、机械、材料到生物学 ， 这个十多个人的团队覆盖了多种学科 ， 却没有一个人是航天专业出身 。 三年前 ， 嫦娥四号面向全社会公开征集生物科普试验载荷的方案 ， 他们的创意在近300个方案中脱颖而出 。 这才让这群航天的“门外汉” ， 第一次接触到航天任务 。
没有专业的试验场地 ， 也没有专业的配套元件 ， 已经让他们备受质疑 。 而由于他们携带的是活的生物 ， 会不会影响到嫦娥四号的总体任务 ， 成了这个项目要面对的最大的争议 。
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嫦娥四号科普试验载荷主任设计师 张元勋：因为嫦娥4号是国家的一个重要任务 ， 容不得半点差错 。 会遭到质疑 ， 这个我们也是可以理解的 。 他们觉得我们哪里可能会出现问题 ， 我们就去做实验去验证 ， 不会出现这种问题 。
团队里没有人知道他们的命运究竟会如何 ， 两年的时间里 ， 他们只能一次次接受质疑 ， 面对质疑 ， 解决质疑 ， 来证明这个载荷的安全 。
在这样漫长的拉锯战里 ， 团队成员从最开始的六七十个人 ， 到最后只有核心的十几个人留了下来 。 而就在距离发射只有半年的时候 ， 用于拍摄生物生长情况的相机又出现了问题 ， 让他们再一次面对功亏一篑的困境 。
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嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师 谢更新：图片传不回来 。 这个时候大家都已经很疲惫了 。 但是我和小核心的团队里面这几个人 ， 没有一个人打退堂鼓 ， 所有的人都坚持到最后 。
嫦娥四号科普试验载荷主任设计师 张元勋：从来没想过（放弃） 。 我内心一直觉得能上去 ， 我也是奔着这个目标来的 。
2018年9月28日 ， 距离发射只有70天 ， 嫦娥四号任务总体和探测器系统的总师、总指挥决定一起开会 ， 来商定这个科普载荷究竟是否能够带上月球 。
经过详细的研讨 ， 专家认为载荷符合标准 ， 不会影响到嫦娥四号的任务总体 ， 研制团队提着两年的心也终于落了地 。 在生物试验科普载荷随嫦娥四号启程的前一天 ， 谢更新对各任务系统的专家 ， 说了几句心里话 。
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嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师 谢更新：我们的载荷要上天了 ， 但是很有可能长不出东西或者是失败了 ， 假如外面有人在嘲讽我们 ， 批评我们的时候 ， 希望你们也给我们解释一下 ， 我们是努力了 ， 我们是用心了 。
航天标准下 不断做“减法”
事实上 ， 他们不仅没有影响嫦娥四号任务 ， 还成功培养出了月球上的第一株植物 ， 这和他们在研制过程中不断地学习和适应航天标准密不可分 。
由于嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份 ， 所以它的结构和设计已经是固定的 。 留出来的载荷余量只有3公斤 ， 空间高度也只有不到20厘米 。 在这样近乎严苛的空间限制下 ， 研制团队做了很多的平衡和取舍 ， 其中有遗憾 ， 也有收获 。
眼前这个只有一个手掌大小的板子 ， 就是用来放置携带上月球生物的装置 。 上面用来区分不同植物的格子 ， 宽度只有7.5毫米 ， 长度也只有9毫米 。 也就是说 ， 所有的植物种子都只能在这个指甲盖大小的空间里生长 ， 而这也正是嫦娥四号留给这个科普载荷空间之“小”的缩影 。
植物要选小的 ， 动物要选小的 ， 谢更新说 ， 他们原本选择的动物是乌龟 ， 希望能够验证高等动物在月球上的生存情况 ， 同时也会有更好的展示效果 。
嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师 谢更新：我们开始半年甚至一年 ， 都是以乌龟为主线 ， 来设计生态系统 。 但是做完之后知道我们是10月10号就封盖了 ， 就上箭了 ， 有将近两个月12月8号才发射 。 要保证乌龟在里面呼吸氧气 。
也就是说 ， 乌龟需要在密闭的空间里生存两个月 。 然而由于空间不够 ， 罐子里的氧气最多只能支撑乌龟生存20天 。 因此只能换一种耗氧量更小的动物 。
这也就意味着之前按照乌龟设计的生态系统都要推翻重来 。 像这样的“弯路”团队其实还走了很多 。 最开始的时候 ， 他们希望载荷里的生物能够在月球上度过一个月夜 ， 这样就可以观察它们在月昼和月夜之间的生长区别 。
月球上的月夜温度达到零下180度 ， 同时月球上的一个晚上是地球上的14天 ， 所以想要度过月夜 ， 就必须携带电池 ， 为热控系统供电 。
嫦娥四号生物科普试验载荷主任设计师 张元勋：我们花的时间最多的是热控和这个电池 。 17次的结构优化都是围绕要么是热控的需求 ， 要么是电池的需求 。
超过一年的时间 ， 团队一直在各地寻找体积很小 ， 但是能量却足够大的电池 。 然而当他们终于找到了之后 ， 这些电池却因为能量密度太高 ， 未知性太大 ， 没有通过航天部门的可靠性验证 。
尽管团队不得不接受载荷无法度过月夜的现实 ， 但是这也让这群原本航天的“门外汉” ， 真切地明白了什么是航天标准 。 就这样团队成员开始了从结构设计到材料的不断优化 ， 这也为他们最终能够成功奔向月球奠定了基础 。
打破束缚 我们在月球上“种菜”
尽管因为没有接触过航天任务 ， 让这群年轻人经受了更多的考验和难关 。 但同时 ， 也正是因为他们没有受到过航天任务的“约束” ， 反而提出了一个个天马行空的创意 ， 有些成为了解决问题的利器 。
每天都在和眼前这些瓶瓶罐罐打交道的郑先喆 ， 从来没有想过自己有一天会和航天两个字有交集 。
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嫦娥四号生物科普试验载荷团队成员 郑先喆：以前只是说从科教频道或者书本上了解 ， 去卫星发射中心以前都不敢想 ， 觉得那个地方特别神秘 。
作为一个生物学博士 ， 养活几株植物并不是什么难事 。 但是这次在太空上“种菜”的任务 ， 却给郑先喆出了不少难题 。 例如 ， 为了防止土壤在奔向月球的路途中散落出来 ， 就需要在上面盖一层布固定住 。 如果用一般的纱布固定 ， 尽管能够保证土壤不会散落 ， 但同时植物也无法生长出来 。
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嫦娥四号生物科普试验载荷团队成员 郑先喆：因为（纱布的）眼太小了 ， 种子顶不出来 ， 长不出来就看不到 ， 拍照拍不出来 。 一直说怎么办 。 然后突然就想到就是我后面要加水 ， 那么会不会有盖在上面 ， 然后水一溶它就消失了 ， 会不会有这种材料 。
通过查阅大量的资料 ， 郑先喆真的找到了这样一种材料——用在刺绣工艺里的水溶棉 。 不过 ， 它是不是真的可以用在生物科普试验载荷里 ， 还需要经过大量的实验验证 。
嫦娥四号生物科普试验载荷团队成员 郑先喆：也不清楚这个材料溶解会不会影响植物生长 ， 或者对植物有毒害 。
经过反复的实验 ， 郑先喆终于确认水溶棉不会对植物造成危害 ， 可以作为固定土壤的材料 。 就这样 ， 这个看似简单但是高效的解决方案成了科普载荷成功的关键 。
类似这样“接地气”的创意还有很多 。 尽管大家都没有航天任务的经验 ， 但是这也恰恰给了年轻人足够的空间去大胆想象 。
嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师 谢更新：我们不是以常规的航天的思路去想这些问题 ， 因为这个团队大家都是很年轻 ， 他思路不受约束 。 他们一提完之后马上给我发信息 ， 然后做实验 ， 数据拿出来可以 ， 那么就这样定了 。
2019年1月7日 ， 当月球上的科普载荷传回的照片中显示棉花种子成功发芽的时候 ， 证明了这个创意无限的团队两年的付出得到了回报 。
对于这个不是专业的航天团队中的一些人来说 ， 这次科普试验可能是他们人生中唯一一次接近太空的机会 ， 而他们也用坚持和创新 ， 实现了普通人也能探索宇宙的梦想 。
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