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  • 为确保科普载荷在轨工作安全

    2021-01-04 17:26

    为确保科普载荷在轨工作安全,罐体结构件全部由高性能铝合金加工而成,且进行了防腐处理,并通过分析、试验进行了多方面验证。针对长期零下57摄氏度的低温微弱漏气现象,团队通过结构分析、密封材料性能优化等多种方法予以解决。为了使科普载荷能够在零下60摄氏度到80摄氏度的温度范围内保持稳定的适宜生物生存的温度,项目组通过20多次的热方案设计及优化,最终确定了由半导体制冷器、电加热器、散热片及隔热措施相结合的方式,实现科普载荷内部智能化温度控制。

    姚於 本版制图:郭祥)

    生物科普试验载荷项目将展示生物在月球低重力、强辐射等条件下的生长发育状态,对生物物种筛选有着非常严苛的要求。因为“罐子”资源有限,要求里面的动植物不能占用过多空间。首要条件就是“个子小”。

    这6种生物还构成了一个含有生产者、消费者和分解者的微型生态系统。其中,植物生产氧气和食物,供所有生物“消费”;作为消费者的果蝇和分解者的酵母,通过消耗氧气产生二氧化碳,供植物进行光合作用。而酵母可以通过分解植物和果蝇废弃物而生长,并能作为果蝇的食物。

    由于月球表面低重力、强辐射、高温差等极端条件限制,因此要求动植物能耐高温、耐冻,而且能抗辐射和抗干扰。

    本次生物科普试验载荷生物种类的筛选,除了实现在月球表面环境下植物种子发芽和幼虫成长的最低目标,更重要的是对未来进一步开展太空生物学研究进行长远考量。

    载荷在月面注水进行发芽和生长实验以后,经过9天时间进入月夜期。目前,生物科普试验载荷已进入断电状态,在月夜零下52摄氏度的温度下,所携带的6种生物将结束本次科普试验使命,处于冷冻状态。

    粮、棉、油是人类赖以生存的最基本需求,因而棉花得以入选;马铃薯很有可能成为以后人类太空生存的主食;油菜作为重要的油料作物,是太空食物中不可或缺的油料保障;拟南芥、果蝇、酵母是全球科学家研究生物的模式物种,它们生长周期短,能够在短时间内展示完整的生命过程,便于研究生物生长发育和代谢规律。

    这一项目看似难度不高,但顺利实施的背后,是成百上千次的试验数据,是数不清的挫折与失败。

    “待下一个月昼期温度上升后,在全封闭状态的生物科普试验载荷罐中,6种生物将被慢慢分解成无害的有机物,并将被永久封存在生物科普试验载荷内部。”刘汉龙说。

    为进一步凸显本次生物科普试验载荷的科研和科普价值,生物科普试验载荷项目组同时在重庆大学开展了地、月对比实验。“在地面对照实验罐体内,棉花、油菜种子长出了嫩绿的子叶。开放环境下,油菜、棉花和马铃薯种子已经萌芽。”刘汉龙说。(蒋云龙

    “这6种生物最终能成为首次登上月球背面的幸运儿,也是经历了上百次物种筛选和无数次生物实验。”重庆大学副校长、科普载荷项目总指挥刘汉龙教授介绍说,“自接到任务到生物物种确定直至载荷封装,课题组历经两年,从云南深山悬崖到新疆沙漠地区,就是为了寻找能够在极端条件下生存的生物物种。”

    此次的生物科普试验载荷罐直径173毫米,高198.3毫米,内部除了6种生物,还有18毫升水,以及土壤、空气、热控以及两个记录生物生长状态的相机,总重量为2.608公斤,生物生长空间为1升左右。