月壤首次種出植物，移民外星近了一步

1969年7月20日，阿波羅11號成功登月后，巴茲·奧爾德林站在“鷹”號登月艙外

人類前往火星新家園的進(jìn)程，是否又近了一步？

日前，美國佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員首次在帶回的月球土壤里種出了地球植物。這個突破性進(jìn)展，意味著人類距在月球上種植糧食的目標(biāo)又近了一步。

據(jù)悉，研究人員使用由阿波羅號宇航員帶回的少量灰塵樣本，種植一種水芹。研究人員表示，阿波羅11號帶回的土壤樣本是最不利于植物生長的，因?yàn)樵虑虮砻婀爬系撵o海區(qū)域比其他區(qū)域多承受了幾十億年的宇宙輻射和太陽風(fēng)。

2022年2月23日，美國約翰遜航天中心的研究人員對月球樣本進(jìn)行氣體提取

月球土壤的粗糙以及其他特性，給初生的鼠耳芥幼苗造成了很大壓力。

但令研究團(tuán)隊驚訝的是，僅兩天后種子就發(fā)芽了。

“我無法告訴你，我們有多驚訝?！狈鹆_里達(dá)大學(xué)教授Anna-Lisa Paul說，“每株植物—無論是在月球樣本中還是在對照樣本中—直到第六天左右看起來都是一樣的。”

但第六天以后，在月壤中生長的植物開始發(fā)育緩慢，并最終發(fā)育不良。這是因?yàn)樵虑蛲寥赖拇植谝约捌渌匦裕o初生的鼠耳芥幼苗造成了很大壓力。

“這項(xiàng)研究對NASA（美國國家航空航天局）長期的人類探索目標(biāo)至關(guān)重要，因?yàn)槲覀冃枰迷虑蚝突鹦巧系馁Y源，為未來在深空生活和作業(yè)的宇航員開發(fā)食物來源。”NASA局長比爾·尼爾森說道。

但當(dāng)前研究人員并沒有太多的月壤可供試驗(yàn)。在1969—1972年阿波羅號執(zhí)行任務(wù)期間，宇航員從月球表面帶回了382公斤的月球巖石、核心樣本、鵝卵石、沙子和塵埃。這些樣本大多被封存數(shù)十年。

直到去年年初，NASA才終于分給佛羅里達(dá)大學(xué)12克月壤（每株植物1克土壤），使這一種植實(shí)驗(yàn)得以開展。

雖然植物未能存活下來，但相關(guān)人士表示，這仍是一項(xiàng)突破世俗意義的研究。

1969年7月20日，阿波羅11號實(shí)現(xiàn)了人類首次登月。48年后，時任總統(tǒng)特朗普宣布美國宇航員將重返月球，并建立常態(tài)化駐留機(jī)制，為將來的載人火星任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

這不是白宮第一次提出“重返月球”。小布什曾表示，要在“星座”計劃下，在2020年載人重返月球，進(jìn)而飛向火星。但在2009年，奧巴馬總統(tǒng)以費(fèi)用太高、僅重復(fù)前人所為等理由，砍掉了這項(xiàng)計劃，并提出先登陸小行星，然后在2030年將人類送上火星。

特朗普政府將載人登月時間設(shè)在2024年，并為此在2019年公布了阿爾忒彌斯（Artemis）計劃，僅在1年內(nèi)就完成了巨型“登月火箭”的生產(chǎn)組裝，以及新宇航服的推出。

即使在2020年3月受疫情影響，NASA還是在當(dāng)年9月完成了火箭助推器的初步測試，且公布了更多登月計劃的細(xì)節(jié)：預(yù)計在2024年，將美國首位女性宇航員和另一位男性宇航員送上月球。

根據(jù)計劃，在2021年無人飛行、2023年載人飛行的基礎(chǔ)上，宇航員將使用新型火箭和“獵戶座”飛船，飛行2萬英里到達(dá)月球軌道，并使用新的商業(yè)載人著陸系統(tǒng)，抵達(dá)月球南極，然后通過“獵戶座”飛船再一次返回。計劃透露相關(guān)成本為280億美元，其中160億美元將用于建造登月艙。

在阿爾忒彌斯登月計劃于2019年最初提出時，白宮就曾表示：“美國將與其他國家和私人企業(yè)合作，把宇航員送回月球，并開發(fā)載人探索火星及太陽系內(nèi)其他目標(biāo)的技術(shù)和手段?！?/p>

事實(shí)上，該計劃已得到多方響應(yīng)。日本、韓國、加拿大、英國等國簽署《阿爾忒彌斯協(xié)議》，加入該計劃。

而在商業(yè)企業(yè)方面，除SpaceX、藍(lán)色起源等多家美國本土商業(yè)航天企業(yè)外，歐洲領(lǐng)先的飛機(jī)研發(fā)企業(yè)空客、從事航天業(yè)務(wù)的法國公司泰雷茲阿萊尼亞、日本的三菱重工、加拿大的麥克薩等，也都有份參與。

人類首次登月時收集到的部分月球塵埃樣本

不難看出，在缺少時代特殊性以及財政優(yōu)先權(quán)的情況下，美國轉(zhuǎn)向依靠多國在航天領(lǐng)域的專長、增加商業(yè)化服務(wù)采購，來降低登月成本。

但失去“優(yōu)先權(quán)”以及入局者的增加，也開始暴露出新問題。NASA于2021年11月宣布，將推遲載人登月計劃至2025年。

NASA相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，藍(lán)色起源提出的訴訟，使其與SpaceX的月球著陸器開發(fā)工作停滯了數(shù)月;此外，國會沒有提供足夠的資金為阿爾忒彌斯登月計劃開發(fā)著陸系統(tǒng)，“獵戶座”太空艙也需要更多資金。

2021年8月，在NASA授予馬斯克的SpaceX一份價值29億美元的月球著陸器合同后，亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯旗下的藍(lán)色起源對聯(lián)邦政府提起訴訟，指出NASA曾表示將與若干家供應(yīng)商簽訂合同，但最終只選擇了SpaceX。其訴訟最終被駁回。

而對于資金問題，航天專家龐之浩曾在登月計劃提出初期就表示，盡管技術(shù)上已有較大發(fā)展，但計劃最終能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于錢。

龐之浩指出，無論是載人登月還是載人登火，都要消耗巨大的財力、物力和人力。而當(dāng)前時代與阿波羅時代無法同日而語：“阿波羅時代有冷戰(zhàn)的背景，（美國）要與蘇聯(lián)在太空爭霸，當(dāng)時蘇聯(lián)在太空探索上獲得了多個第一，在這種背景下，肯尼迪總統(tǒng)提出了登月計劃，當(dāng)時該計劃占政府財政的4.41%，幾乎是舉全國之力?！?/p>

NASA發(fā)布的2020財年預(yù)算數(shù)據(jù)顯示，其獵戶座飛船、航天發(fā)射系統(tǒng)、月球著陸器的財政預(yù)算，均受到不同程度削減。而其2021財年預(yù)算數(shù)據(jù)顯示，美國國會向NASA撥款的233億美元雖較去年增加6.42億美元，但距離NASA的252.46億美元的請求，還差約20億美元。

或許，航天工程離不開具有政治意義的“太空競賽”;或許，阿爾忒彌斯登月計劃，真的僅是美國鞏固其科技優(yōu)勢以及全球影響力的新方式。但該計劃的終極目標(biāo)—人類能夠可持續(xù)地留在月球、并最終登陸“紅色新家園”火星—依然關(guān)系著全人類的未來發(fā)展，其相關(guān)研究計劃也具有一定的普適性。

月球與地球距離較近，路程只要3天，而火星至少要花6個月才能到達(dá)。

以此次在月壤首次種出植物為例，比爾·尼爾森表示，這項(xiàng)基礎(chǔ)植物生長研究也是NASA努力解鎖農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的一個重要案例?！斑@些創(chuàng)新可以幫助我們了解植物該如何克服地球上食物短缺地區(qū)的（生長）壓力條件。”

而NASA啟動的商業(yè)月球載荷服務(wù)（CLPS），即委托私營企業(yè)將貨物運(yùn)送到月球的計劃，亦有利于實(shí)現(xiàn)在月球長期生存所需物資的成熟運(yùn)輸。

此外，由得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯西南醫(yī)學(xué)中心開發(fā)的高科技睡袋，可在零重力狀態(tài)下將液體從頭部吸向腳部，解決了液體飄浮至頭部、擠壓宇航員眼球的危險醫(yī)療隱患。這將有助于宇航員進(jìn)行長期的深空探索。

在“留駐月球，前往火星”的美好探索愿景下，世界似乎迎來了一場登月熱潮。據(jù)悉，印度、日本、俄羅斯、韓國和阿聯(lián)酋5國，將于2022年啟動探月任務(wù)。其中，有的將專注于月壤、隕石坑等研究，有的則專注于運(yùn)載物資和設(shè)備。

而私營企業(yè)也爭相“登陸”月球。其中總部位于得州休斯敦的Intuitive Machines計劃在2022年，利用名為Nova-C的六足月球機(jī)器人，將物資運(yùn)送到月球表面。

上述計劃均為不載人的航天任務(wù)，其主要目的，是為未來10年內(nèi)人類得以長期留駐月球打造基礎(chǔ)。英國布里斯托大學(xué)的天體物理學(xué)者萊因哈特博士表示：“登月不單單是為了印證一個概念，更是測試新科技和合作計劃的機(jī)會?！?/p>

美國“中佛羅里達(dá)大學(xué)”的行星科學(xué)家薩金博士也認(rèn)為，不少月球任務(wù)致力于調(diào)查月球的環(huán)境，繼而得知如何保護(hù)航天人員與航天器，以避開月球粉塵和太陽風(fēng)等危險因素;登月任務(wù)也給予了科學(xué)家機(jī)會，去測試一些用作制造水等資源的原型工具和實(shí)驗(yàn)。

“月球也是一個實(shí)驗(yàn)測試場，測試一些最終希望能夠用在火星上的技術(shù)。月球與地球距離較近，路程只要3天，而火星至少要花6個月才能到達(dá)?！?/p>

責(zé)任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com