杭天春

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植物界的阿姆斯特朗

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>>提供植物生長所需的實(shí)驗(yàn)裝置

阿姆斯特朗是登上月球的第一人。1969年7月20日，阿姆斯特朗和艾爾德林乘坐“阿波羅11號”飛船登陸月球，成就了人類歷史上偉大的一步。除了這兩名宇航員之外，迄今還沒有其他地球生物“駐足”過月球。2015年，美國計(jì)劃到月球上去種植蔬菜，如果這個(gè)夢想得以實(shí)現(xiàn)的話，那么在月球上培育成功的蔬菜便有望成為植物界的阿姆斯特朗。

人類的探月夢想永無止境。我國“嫦娥三號”衛(wèi)星發(fā)射成功后備受世界矚目，很多國家和地區(qū)的航天組織隨即競相發(fā)布新的探月計(jì)劃。在這些宏偉的計(jì)劃當(dāng)中，最引人矚目的當(dāng)屬美國宇航局在月球上種植蔬菜的實(shí)驗(yàn)，這將是人類首次在地外星球上實(shí)施的生命科學(xué)項(xiàng)目。

這項(xiàng)在月球上種植蔬菜的計(jì)劃是由一個(gè)名叫“月球植物生長棲息地”的團(tuán)隊(duì)推動促成的，它得到美國多所學(xué)校以及民間科學(xué)家們的協(xié)助。由美國宇航局的科學(xué)家、承包商、學(xué)生以及志愿者組成的團(tuán)隊(duì)將負(fù)責(zé)把這個(gè)翻來覆去討論了幾十年的想法具體付諸實(shí)踐。他們此次實(shí)驗(yàn)的主要目的是研究植物處在月球的重力與輻射環(huán)境下的生長狀況。

按照計(jì)劃，2015年美國宇航局將發(fā)射一艘名為“月球快遞登陸艇”的商業(yè)太空船，并在當(dāng)年12月31日前將搭載的一個(gè)特制的密封罐送往月球。密封罐里有10粒羅勒種子、10粒蘿卜種子和大約100粒擬南芥種子，以及適合這些植物生長5～10天的生長要件，例如包含養(yǎng)分的濾紙、足夠植物生長超過5天的空氣等。

研究人員將采用一個(gè)咖啡罐大小的鋁質(zhì)圓筒型實(shí)驗(yàn)裝置作為植物的棲息地。這個(gè)圓筒內(nèi)配置有傳感器、攝像頭等信息傳輸設(shè)備。密封罐內(nèi)的空氣足夠供植物5～10天的生長所需，因此無需額外空氣供應(yīng)。當(dāng)研究人員將羅勒、蘿卜和擬南芥種子放入圓筒后，借助火箭的推力送至月球。當(dāng)特制密封罐抵達(dá)月球后，一個(gè)觸發(fā)器將被啟動，然后就可以向罐內(nèi)的植物澆水。與此同時(shí)，放置于密封罐中的攝像頭和傳感器，將植物種子在圓筒內(nèi)發(fā)芽的全過程拍攝下來，將它們的生長圖像記錄并傳送回地球的研究團(tuán)隊(duì)手中，對比植物在地球與月球兩地的生長差異。研究者們還將用月球上的自然光作為植物發(fā)芽的照明光源，而且這些棲息環(huán)境能夠成功地調(diào)節(jié)自己的溫度、含水量以及電力供應(yīng)，以便對抗惡劣的月球氣候環(huán)境。

與此同時(shí)，美國宇航局還將送給參與該項(xiàng)目的每所學(xué)校一組棲息環(huán)境裝置，讓他們來種植與送往月球上的相同植物。美國宇航局這樣做基于兩大考慮：一是所有實(shí)驗(yàn)都是統(tǒng)一的模式，可以不花錢去進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，且通過學(xué)校和民間組織便能收集到數(shù)千次寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；二是讓孩子們親身參與這一太空種植實(shí)驗(yàn)，從而提供他們積極參與活動而獲得經(jīng)驗(yàn)和知識的機(jī)會。

這相當(dāng)于“群力式”的月球種植計(jì)劃，既節(jié)約經(jīng)費(fèi)投入，又節(jié)省時(shí)間。據(jù)專家分析，這項(xiàng)本需耗資3億美元、十年磨一劍的項(xiàng)目，即將變?yōu)閮H需花費(fèi)100萬美元，且操作簡單的由研究生們就可以完成的小項(xiàng)目。

值得指出的是，月球上的氣候環(huán)境條件比我們所能及的任何宇宙空間都更具備外層空間的特點(diǎn)，且與在航天飛機(jī)或者空間站里種植植物極為不同。該實(shí)驗(yàn)將測試植物在外太空輻射以及部分失重的情況下，能否在一個(gè)小小的控制環(huán)境中存活下來并茁壯成長。這可以幫助人類攻克在月球上建造溫室以及在火星上培育生命時(shí)遇到的同樣難題。