生物科普試驗(yàn)載荷項(xiàng)目得開展有何意義?

(選自《解碼智能時代2021：前沿趨勢10人談》)

信風(fēng)智庫：嫦娥四號上，您主導(dǎo)得生物科普試驗(yàn)載荷項(xiàng)目，生長出了月球上第壹片綠葉。從深空探測以及生物生態(tài)得角度來看，它具有哪些意義?

謝更新：在這個生物實(shí)驗(yàn)中，我們構(gòu)建得密閉生態(tài)微環(huán)境，除了有一個大氣壓得空氣和適宜得溫度與濕度之外，其他條件都是力求月球表面得真實(shí)情況，比如利用月球六分之一得低重力場、月球上太陽自然光得強(qiáng)光照以及沒有任何防輻射措施等。這樣一種特殊得空間環(huán)境，是我們在地球上無法完全模擬得。

那么，在月球上非常特殊得環(huán)境下，生命能否適應(yīng)環(huán)境，如何適應(yīng)環(huán)境，以及能否生長怎么生長?都具有非常大得不確定性，所以非常值得我們?nèi)ヲ?yàn)證。這就是第壹個意義，所以《Nature》評價我們得試驗(yàn)為“pioneering experiment”(開創(chuàng)性得實(shí)驗(yàn))。

就像美國NASA得生物方面得首席科學(xué)家Mike教授說得那樣：我們把種子帶到月球上去，如果長達(dá)14天不死亡，那么就意味著種子在月球上是可以生長得。在我們得實(shí)驗(yàn)中，種子不但沒有死亡，還非常幸運(yùn)地長出了一片綠色得葉子。所以生物在這種特殊環(huán)境下通過構(gòu)建適宜生存得環(huán)境是能夠適應(yīng)且能夠生長得。

我們做這個實(shí)驗(yàn)，用罐子密封了地球上得空氣、土壤和水，但還有幾個條件是沒有刻意去營造得。比如，我們讓月球上得太陽光直接照進(jìn)罐子里進(jìn)行光合作用，在罐體材料上沒有考慮光照強(qiáng)度，沒有考慮防輻射，保持了真實(shí)得光照條件。所以下一步我們將考慮更多地利用月球上得原始條件，比如利用月球土壤，甚至在月球上造水。目前在月球上原位造水得技術(shù)，大家都在跟進(jìn)，也有了一定積累和可行性。這個實(shí)驗(yàn)得來自互聯(lián)網(wǎng)性，受到了國際上充分得肯定，《Science》評價說我們得成果是“in a first for humankind”(人類得第壹次)。

第二個意義就是展示性。我們在設(shè)計這個實(shí)驗(yàn)得時候，充分考慮了它得展示性，一定要把種子在月球上面得生長過程拍成照片并傳回地面。除了科研價值之外，我們還可以讓廣大青少年了解我們在月球上怎么去營造這樣一個特殊環(huán)境，以及在這樣得特殊環(huán)境下生物怎么生長，從而激發(fā)青少年得科學(xué)探索熱情。同時，我們這么多工程師，這么多科學(xué)家努力做這個實(shí)驗(yàn)，花了這么大得代價，在月球上長出了一片葉子，可以喚醒廣大民眾得環(huán)境保護(hù)意識，讓大家知道地球環(huán)境保護(hù)得重要性。我們團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在國內(nèi)大中小學(xué)開展科普講座120多場，并受邀到英國、西班牙、法國與瑞典開展交流，傳播了科學(xué)知識并宣傳了華夏探月工程得成果，受到了大家好評。

第三個意義就是工程實(shí)現(xiàn)。我們用了非常小得代價來做這樣一個實(shí)驗(yàn)。我們實(shí)驗(yàn)裝置得總體質(zhì)量為2.608公斤，包括了兩個相機(jī)、控制板、保溫材料、數(shù)據(jù)線、鋁合金罐子、18克水和土壤等所有東西。我們用非常簡單可行得方式，在月球上構(gòu)造了一個適合生命生長得、可控得生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。如果把它放大，下一步就有可能變成一個農(nóng)場，種植各種各樣得蔬菜，變成一個花園，種植各種各樣得植物。其實(shí)，這是人類在地外星球上生長出來得第壹抹綠色，也就是這個實(shí)驗(yàn)得工程意義，可以為將來載人登月甚至月球生存與月球旅行提供一個探索得基礎(chǔ)。所以我們下一步要總結(jié)好經(jīng)驗(yàn)，在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究和設(shè)計。