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。

没有航天“背景”的太空追梦人坚持到了最后

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。
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。

嫦娥四号科普试验载荷主任设计师张元勋说:“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。

嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师谢更新说:“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。”

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。
打破束缚 刺绣工艺里的水溶棉用在了“种菜”上
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。

嫦娥四号生物科普试验载荷团队成员郑先喆说:“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。

嫦娥四号生物科普试验载荷团队成员郑先喆说:“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表示,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说:“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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