月球方舟：为地球保存生物“火种”

　　◎科技日报记者 刘 霞

　　科学家一直在收集各种动植物样本，并将其储存在全球各地的生物资料库内。但气候变化、环境灾难和战争等因素可能会对这些生物资料库构成威胁。为了找到新的样本“避难所”，有人脑洞大开，提议在月球上建造此类生物资料库，即所谓的“月球方舟”。

　　国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光对科技日报记者表示：“保护物种多样性，是为了维持地球的生态平衡。在月球上建造此类生物资料库，保留生物的‘火种’是一个非常有趣的想法。随着人类探索宇宙的技术不断取得进步，如火箭发射技术不断跃升，且成本不断降低，在月球上建造此类‘方舟’并非难事。”

　　坦加团队提出的“月球方舟”设计图。图片来源：美国趣味科学网站

　　备份动植物样本

　　创建基因库以保存并在未来恢复失去的生物多样性的想法并不新鲜。目前全球已有超过1700个种子库，保存了240多亿颗种子，涵盖了约40%的已知植物物种。比如英国的千年种子库已保存了超过20亿颗来自世界各地的野生植物种子，涵盖了约40000个不同物种，是目前世界上最大的野生植物种子库；挪威的斯瓦尔巴全球种子库则利用北极的极寒天气，储存了来自世界各地的超过10亿颗种子样本。

　　据美国趣味科学网站报道，早在3年多前，美国亚利桑那大学太空和地面机器人探索实验室负责人杰坎·坦加就呼吁，将地球上670万种植物、动物和真菌的卵子、精子、种子和孢子的样本送到在月球上建造的“方舟”中。

　　美国史密森学会国家动物园和生物保护研究所玛丽·哈格多恩表示，科学家可在“月球方舟”上储存成纤维细胞。这些细胞可被转化为干细胞并用于克隆，这对于再生濒危或灭绝物种，以及未来人类在月球或火星建立生态系统具有重要意义。

　　杨宇光指出：“地球环境并不稳定，气候变化、超级火山等全球性灾难的威胁一直存在。从较远的时间尺度来看，直径超过10公里的小行星撞击地球的可能性并非没有。‘月球方舟’有望在发生全球灾难时保存地球的生物多样性。另一方面，地球上任何生物的存在都是与环境长期相互作用的结果。如果环境发生剧烈变化，是否为不再能适应环境的生物留存‘火种’值得深入研究。”

　　建在何处最合适

　　坦加建议，将“月球方舟”建在月球地表之下中空且冰冻的熔岩管内，由上方的太阳能电池板供电。他解释道，送上月球的样品需要处于极低温度下，不被打扰数百年甚至数千年。月球上存在着由远古熔岩流冷却后形成的地下隧道系统。“月球方舟”建在这里，有望抵御月球表面极端温度变化以及宇宙辐射。

　　在8月初举办的美国航空航天学会航空论坛上，坦加等人进一步概述了其计划。他们设想“月球方舟”由一系列低温圆柱体组成。这些圆柱体可在月球熔岩管附近就地组装。着陆器将装载生物物质的预制冷冻室从地球送达此地，然后首尾相连组装成圆柱体，并在熔岩管内连接在一起。

　　坦加团队计划为此研制名为“SphereX”的小型跳跃机器人。这些机器人可成群结队地进入熔岩管，利用搭载的相机和激光雷达收集月球尘埃和岩石样本，同时收集关于熔岩管结构、温度和物质组成的数据，从而确定该处是否适合建造“月球方舟”。

　　但哈格多恩指出，建造在熔岩管网络内的“月球方舟”需要配备太阳能冷却系统，如果电力丧失，样本会遭到毁坏。

　　哈格多恩团队提议，在月球南极的永久阴影区建造“月球方舟”。因为这些区域通常保持在零下196℃左右，这是长期储存大多数动物细胞所需的最低温度。此外，在这些区域，“月球方舟”不需要能源或持续的人工维护。

　　建造面临一些问题

　　不过，坦加和哈格多恩都承认，在月球建造“方舟”目前仍面临一些困难，包括如何将这么多样本发射到月球上，如何处理辐射以及微重力环境对样本的长期影响等。

　　坦加表示，实现目标大约需要向月球发射250次火箭。对此，杨宇光指出：“随着可回收火箭的不断问世，以及火箭发射成本的不断降低，将所有必要的动植物基因送上月球的开支也会降低。”

　　哈格多恩团队正在设计防辐射样本储存容器，计划在未来的月球任务中测试防辐射样本容器原型机。美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室月球科学家本杰明·格林哈根则提醒注意灰尘。他表示，灰尘无所不在、无孔不入，“月球方舟”的密封性是一个首要考虑的问题。