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(shí)代2021：前沿趨勢(shì)10人談》)

信風(fēng)智庫：嫦娥四號(hào)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(cè)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(gè)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(gè)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(chǎng)、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?cè)诘厍蛏蠠o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(gè)意義，所以《Nature》評(píng)價(jià)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(gè)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(gè)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(gè)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(píng)價(jià)說我們得成果是“in a first for humankind”(人類得第壹次)。

第二個(gè)意義就是展示性。我們?cè)谠O(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)得時(shí)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(jià)值之外，我們還可以讓廣大青少年了解我們?cè)谠虑蛏显趺慈I造這樣一個(gè)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(shí)，我們這么多工程師，這么多科學(xué)家努力做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，花了這么大得代價(jià)，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(shí)，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(chǎng)，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(shí)并宣傳了華夏探月工程得成果，受到了大家好評(píng)。

第三個(gè)意義就是工程實(shí)現(xiàn)。我們用了非常小得代價(jià)來做這樣一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)農(nóng)場(chǎng)，種植各種各樣得蔬菜，變成一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究和設(shè)計(jì)。