科技日報記者 劉霞

科學(xué)家一直在收集各種動植物樣本，并將其儲存在全球各地的生物資料庫內(nèi)。但氣候變化、環(huán)境災(zāi)難和戰(zhàn)爭等因素可能會對這些生物資料庫構(gòu)成威脅。為了找到新的樣本“避難所”，有人腦洞大開，提議在月球上建造此類生物資料庫，即所謂的“月球方舟”。

國際宇航聯(lián)空間運輸委員會副主席楊宇光對科技日報記者表示：“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，保留生物的‘火種’是一個非常有趣的想法。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。”

備份動植物樣本

創(chuàng)建基因庫以保存并在未來恢復(fù)失去的生物多樣性的想法并不新鮮。目前全球已有超過1700個種子庫，保存了240多億顆種子，涵蓋了約40%的已知植物物種。比如英國的千年種子庫已保存了超過20億顆來自世界各地的野生植物種子，涵蓋了約40000個不同物種，是目前世界上最大的野生植物種子庫；挪威的斯瓦爾巴全球種子庫則利用北極的極寒天氣，儲存了來自世界各地的超過10億顆種子樣本。

據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站報道，早在3年多前，美國亞利桑那大學(xué)太空和地面機器人探索實驗室負(fù)責(zé)人杰坎·坦加就呼吁，將地球上670萬種植物、動物和真菌的卵子、精子、種子和孢子的樣本送到在月球上建造的“方舟”中。

美國史密森學(xué)會國家動物園和生物保護(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，這對于再生瀕危或滅絕物種，以及未來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、超級火山等全球性災(zāi)難的威脅一直存在。從較遠(yuǎn)的時間尺度來看，直徑超過10公里的小行星撞擊地球的可能性并非沒有。‘月球方舟’有望在發(fā)生全球災(zāi)難時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月初舉辦的美國航空航天學(xué)會航空論壇上，坦加等人進(jìn)一步概述了其計劃。他們設(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)隊計劃為此研制名為“SphereX”的小型跳躍機器人。這些機器人可成群結(jié)隊地進(jìn)入熔巖管，利用搭載的相機和激光雷達(dá)收集月球塵埃和巖石樣本，同時收集關(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”需要配備太陽能冷卻系統(tǒng)，如果電力喪失，樣本會遭到毀壞。

哈格多恩團(tuán)隊提議，在月球南極的永久陰影區(qū)建造“月球方舟”。因為這些區(qū)域通常保持在零下196℃左右，這是長期儲存大多數(shù)動物細(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)。

仍面臨一些問題

不過，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)境對樣本的長期影響等。

坦加表示，實現(xiàn)目標(biāo)大約需要向月球發(fā)射250次火箭。對此，楊宇光指出：“隨著可回收火箭的不斷問世，以及火箭發(fā)射成本的不斷降低，將所有必要的動植物基因送上月球的開支也會降低。”

哈格多恩團(tuán)隊正在設(shè)計防輻射樣本儲存容器，計劃在未來的月球任務(wù)中測試防輻射樣本容器原型機。美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室月球科學(xué)家本杰明·格林哈根則提醒注意灰塵。他表示，灰塵無所不在、無孔不入，“月球方舟”的密封性是一個首要考慮的問題。