廣告科學(xué)家一直在收集各種動(dòng)植物樣本，并將其儲(chǔ)存在全球各地的生物資料庫(kù)內(nèi)。但氣候變化、環(huán)境災(zāi)難和戰(zhàn)爭(zhēng)等因素可能會(huì)對(duì)這些生物資料庫(kù)構(gòu)成威脅。為了找到新的樣本“避難所”，有人腦洞大開(kāi)，提議在月球上建造此類生物資料庫(kù)，即所謂的“月球方舟”。
國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示：“保護(hù)物種多樣性，是為了維持地球的生態(tài)平衡。在月球上建造此類生物資料庫(kù)，保留生物的‘火種’是一個(gè)非常有趣的想法。隨著人類探索宇宙的技術(shù)不斷取得進(jìn)步，如火箭發(fā)射技術(shù)不斷躍升，且成本不斷降低，在月球上建造此類‘方舟’并非難事。”
備份動(dòng)植物樣本
創(chuàng)建基因庫(kù)以保存并在未來(lái)恢復(fù)失去的生物多樣性的想法并不新鮮。目前全球已有超過(guò)1700個(gè)種子庫(kù)，保存了240多億顆種子，涵蓋了約40%的已知植物物種。比如英國(guó)的千年種子庫(kù)已保存了超過(guò)20億顆來(lái)自世界各地的野生植物種子，涵蓋了約40000個(gè)不同物種，是目前世界上最大的野生植物種子庫(kù)；挪威的斯瓦爾巴全球種子庫(kù)則利用北極的極寒天氣，儲(chǔ)存了來(lái)自世界各地的超過(guò)10億顆種子樣本。
據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，早在3年多前，美國(guó)亞利桑那大學(xué)太空和地面機(jī)器人探索實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人杰坎·坦加就呼吁，將地球上670萬(wàn)種植物、動(dòng)物和真菌的卵子、精子、種子和孢子的樣本送到在月球上建造的“方舟”中。
美國(guó)史密森學(xué)會(huì)國(guó)家動(dòng)物園和生物保護(hù)研究所瑪麗·哈格多恩表示，科學(xué)家可在“月球方舟”上儲(chǔ)存成纖維細(xì)胞。這些細(xì)胞可被轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞并用于克隆，這對(duì)于再生瀕?；驕缃^物種，以及未來(lái)人類在月球或火星建立生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。
楊宇光指出：“地球環(huán)境并不穩(wěn)定，氣候變化、超級(jí)火山等全球性災(zāi)難的威脅一直存在。從較遠(yuǎn)的時(shí)間尺度來(lái)看，直徑超過(guò)10公里的小行星撞擊地球的可能性并非沒(méi)有。‘月球方舟’有望在發(fā)生全球?yàn)?zāi)難時(shí)保存地球的生物多樣性。另一方面，地球上任何生物的存在都是與環(huán)境長(zhǎng)期相互作用的結(jié)果。如果環(huán)境發(fā)生劇烈變化，是否為不再能適應(yīng)環(huán)境的生物留存‘火種’值得深入研究。”
建在何處最合適
坦加建議，將“月球方舟”建在月球地表之下中空且冰凍的熔巖管內(nèi)，由上方的太陽(yáng)能電池板供電。他解釋道，送上月球的樣品需要處于極低溫度下，不被打擾數(shù)百年甚至數(shù)千年。月球上存在著由遠(yuǎn)古熔巖流冷卻后形成的地下隧道系統(tǒng)。“月球方舟”建在這里，有望抵御月球表面極端溫度變化以及宇宙輻射。
在8月初舉辦的美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)航空論壇上，坦加等人進(jìn)一步概述了其計(jì)劃。他們?cè)O(shè)想“月球方舟”由一系列低溫圓柱體組成。這些圓柱體可在月球熔巖管附近就地組裝。著陸器將裝載生物物質(zhì)的預(yù)制冷凍室從地球送達(dá)此地，然后首尾相連組裝成圓柱體，并在熔巖管內(nèi)連接在一起。
坦加團(tuán)隊(duì)計(jì)劃為此研制名為“SphereX”的小型跳躍機(jī)器人。這些機(jī)器人可成群結(jié)隊(duì)地進(jìn)入熔巖管，利用搭載的相機(jī)和激光雷達(dá)收集月球塵埃和巖石樣本，同時(shí)收集關(guān)于熔巖管結(jié)構(gòu)、溫度和物質(zhì)組成的數(shù)據(jù)，從而確定該處是否適合建造“月球方舟”。
但哈格多恩指出，建造在熔巖管網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的“月球方舟”需要配備太陽(yáng)能冷卻系統(tǒng)，如果電力喪失，樣本會(huì)遭到毀壞。
哈格多恩團(tuán)隊(duì)提議，在月球南極的永久陰影區(qū)建造“月球方舟”。因?yàn)檫@些區(qū)域通常保持在零下196℃左右，這是長(zhǎng)期儲(chǔ)存大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞所需的最低溫度。此外，在這些區(qū)域，“月球方舟”不需要能源或持續(xù)的人工維護(hù)。
建造面臨一些問(wèn)題
不過(guò)，坦加和哈格多恩都承認(rèn)，在月球建造“方舟”目前仍面臨一些困難，包括如何將這么多樣本發(fā)射到月球上，如何處理輻射以及微重力環(huán)境對(duì)樣本的長(zhǎng)期影響等。
坦加表示，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)大約需要向月球發(fā)射250次火箭。對(duì)此，楊宇光指出：“隨著可回收火箭的不斷問(wèn)世，以及火箭發(fā)射成本的不斷降低，將所有必要的動(dòng)植物基因送上月球的開(kāi)支也會(huì)降低。”
哈格多恩團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)防輻射樣本儲(chǔ)存容器，計(jì)劃在未來(lái)的月球任務(wù)中測(cè)試防輻射樣本容器原型機(jī)。美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室月球科學(xué)家本杰明·格林哈根則提醒注意灰塵。他表示，灰塵無(wú)所不在、無(wú)孔不入，“月球方舟”的密封性是一個(gè)首要考慮的問(wèn)題。
科學(xué)家一直在收集各種動(dòng)植物樣本，并將其儲(chǔ)存在全球各地的生物資料庫(kù)內(nèi)。但氣候變化、環(huán)境災(zāi)難和戰(zhàn)爭(zhēng)等因素可能會(huì)對(duì)這些生物資料庫(kù)構(gòu)成威脅。為了找到新的樣本“避難所”，有人腦洞大開(kāi)，提議在月球上建造此類生物資料庫(kù)，即所謂的“月球方舟”。
國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示：“保護(hù)物種多樣性，是為了維持地球的生態(tài)平衡。在月球上建造此類生物資料庫(kù)，保留生物的‘火種’是一個(gè)非常有趣的想法。隨著人類探索宇宙的技術(shù)不斷取得進(jìn)步，如火箭發(fā)射技術(shù)不斷躍升，且成本不斷降低，在月球上建造此類‘方舟’并非難事。”
備份動(dòng)植物樣本
創(chuàng)建基因庫(kù)以保存并在未來(lái)恢復(fù)失去的生物多樣性的想法并不新鮮。目前全球已有超過(guò)1700個(gè)種子庫(kù)，保存了240多億顆種子，涵蓋了約40%的已知植物物種。比如英國(guó)的千年種子庫(kù)已保存了超過(guò)20億顆來(lái)自世界各地的野生植物種子，涵蓋了約40000個(gè)不同物種，是目前世界上最大的野生植物種子庫(kù)；挪威的斯瓦爾巴全球種子庫(kù)則利用北極的極寒天氣，儲(chǔ)存了來(lái)自世界各地的超過(guò)10億顆種子樣本。
據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，早在3年多前，美國(guó)亞利桑那大學(xué)太空和地面機(jī)器人探索實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人杰坎·坦加就呼吁，將地球上670萬(wàn)種植物、動(dòng)物和真菌的卵子、精子、種子和孢子的樣本送到在月球上建造的“方舟”中。
美國(guó)史密森學(xué)會(huì)國(guó)家動(dòng)物園和生物保護(hù)研究所瑪麗·哈格多恩表示，科學(xué)家可在“月球方舟”上儲(chǔ)存成纖維細(xì)胞。這些細(xì)胞可被轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞并用于克隆，這對(duì)于再生瀕?；驕缃^物種，以及未來(lái)人類在月球或火星建立生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。
楊宇光指出：“地球環(huán)境并不穩(wěn)定，氣候變化、超級(jí)火山等全球性災(zāi)難的威脅一直存在。從較遠(yuǎn)的時(shí)間尺度來(lái)看，直徑超過(guò)10公里的小行星撞擊地球的可能性并非沒(méi)有。‘月球方舟’有望在發(fā)生全球?yàn)?zāi)難時(shí)保存地球的生物多樣性。另一方面，地球上任何生物的存在都是與環(huán)境長(zhǎng)期相互作用的結(jié)果。如果環(huán)境發(fā)生劇烈變化，是否為不再能適應(yīng)環(huán)境的生物留存‘火種’值得深入研究。”
建在何處最合適
坦加建議，將“月球方舟”建在月球地表之下中空且冰凍的熔巖管內(nèi)，由上方的太陽(yáng)能電池板供電。他解釋道，送上月球的樣品需要處于極低溫度下，不被打擾數(shù)百年甚至數(shù)千年。月球上存在著由遠(yuǎn)古熔巖流冷卻后形成的地下隧道系統(tǒng)。“月球方舟”建在這里，有望抵御月球表面極端溫度變化以及宇宙輻射。
在8月初舉辦的美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)航空論壇上，坦加等人進(jìn)一步概述了其計(jì)劃。他們?cè)O(shè)想“月球方舟”由一系列低溫圓柱體組成。這些圓柱體可在月球熔巖管附近就地組裝。著陸器將裝載生物物質(zhì)的預(yù)制冷凍室從地球送達(dá)此地，然后首尾相連組裝成圓柱體，并在熔巖管內(nèi)連接在一起。
坦加團(tuán)隊(duì)計(jì)劃為此研制名為“SphereX”的小型跳躍機(jī)器人。這些機(jī)器人可成群結(jié)隊(duì)地進(jìn)入熔巖管，利用搭載的相機(jī)和激光雷達(dá)收集月球塵埃和巖石樣本，同時(shí)收集關(guān)于熔巖管結(jié)構(gòu)、溫度和物質(zhì)組成的數(shù)據(jù)，從而確定該處是否適合建造“月球方舟”。
但哈格多恩指出，建造在熔巖管網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的“月球方舟”需要配備太陽(yáng)能冷卻系統(tǒng)，如果電力喪失，樣本會(huì)遭到毀壞。
哈格多恩團(tuán)隊(duì)提議，在月球南極的永久陰影區(qū)建造“月球方舟”。因?yàn)檫@些區(qū)域通常保持在零下196℃左右，這是長(zhǎng)期儲(chǔ)存大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞所需的最低溫度。此外，在這些區(qū)域，“月球方舟”不需要能源或持續(xù)的人工維護(hù)。
建造面臨一些問(wèn)題
不過(guò)，坦加和哈格多恩都承認(rèn)，在月球建造“方舟”目前仍面臨一些困難，包括如何將這么多樣本發(fā)射到月球上，如何處理輻射以及微重力環(huán)境對(duì)樣本的長(zhǎng)期影響等。
坦加表示，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)大約需要向月球發(fā)射250次火箭。對(duì)此，楊宇光指出：“隨著可回收火箭的不斷問(wèn)世，以及火箭發(fā)射成本的不斷降低，將所有必要的動(dòng)植物基因送上月球的開(kāi)支也會(huì)降低。”
哈格多恩團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)防輻射樣本儲(chǔ)存容器，計(jì)劃在未來(lái)的月球任務(wù)中測(cè)試防輻射樣本容器原型機(jī)。美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室月球科學(xué)家本杰明·格林哈根則提醒注意灰塵。他表示，灰塵無(wú)所不在、無(wú)孔不入，“月球方舟”的密封性是一個(gè)首要考慮的問(wèn)題。
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