2019年1月3日，嫦娥四號(hào)成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地馮?卡門(mén)撞擊坑的預(yù)選著陸區(qū),，這是人類首次實(shí)現(xiàn)在月背著陸,。嫦娥四號(hào)在實(shí)現(xiàn)人類首次月背著陸探測(cè)外，還進(jìn)行了一項(xiàng)生物科普試驗(yàn),。在這個(gè)生物科普載荷里,，攜帶了土豆、油菜,、擬南芥,、棉花、酵母和果蠅六種生物,。希望能夠驗(yàn)證月球上植物,、動(dòng)物和微生物的生長(zhǎng)情況。

在今年年初傳回的一張?jiān)囼?yàn)照片上顯示,，科普載荷里的棉花種子長(zhǎng)出了一株綠葉，這也是在月面上長(zhǎng)出的第一道“綠色”,。不過(guò)由于相機(jī)清晰度的原因,，這張照片上有些信息一直沒(méi)有得到確認(rèn)。比如照片中的綠葉上面的陰影是怎么回事,。

近日,，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)三維重構(gòu)和數(shù)據(jù)分析，將這張圖片進(jìn)行了深度處理,。發(fā)現(xiàn)這抹綠色其實(shí)是由兩片葉子組成的,，而剛剛所說(shuō)的陰影就是另外一片葉子的影子。同時(shí),，這張圖片上還展示了月球上植物根莖生長(zhǎng)的特點(diǎn),，再次證明了在月球上強(qiáng)輻射、低重力的環(huán)境下,，仍然可以培養(yǎng)出植物,。

試驗(yàn)成功了,，但是大家可能不會(huì)想到,，這個(gè)實(shí)現(xiàn)首次在月球上“種菜”的團(tuán)隊(duì)，其實(shí)并不是一個(gè)專業(yè)的航天隊(duì)伍,。他們當(dāng)中的大多人甚至沒(méi)有與航天相關(guān)的背景,，這也讓他們?cè)谘兄坪驮囼?yàn)的過(guò)程中，遇到了很多意想不到的困難,。

【沒(méi)有航天“背景”的太空追夢(mèng)人】

從環(huán)境,、機(jī)械,、材料到生物學(xué)，這個(gè)十多個(gè)人的團(tuán)隊(duì)覆蓋了多種學(xué)科,，卻沒(méi)有一個(gè)人是航天專業(yè)出身,。三年前，嫦娥四號(hào)面向全社會(huì)公開(kāi)征集生物科普試驗(yàn)載荷的方案,，他們的創(chuàng)意在近300個(gè)方案中脫穎而出。這才讓這群航天的“門(mén)外漢”,，第一次接觸到航天任務(wù),。

沒(méi)有專業(yè)的試驗(yàn)場(chǎng)地,，也沒(méi)有專業(yè)的配套元件,，已經(jīng)讓他們備受質(zhì)疑。而由于他們攜帶的是活的生物,，會(huì)不會(huì)影響到嫦娥四號(hào)的總體任務(wù),，成了這個(gè)項(xiàng)目要面對(duì)的最大的爭(zhēng)議。

嫦娥四號(hào)科普試驗(yàn)載荷主任設(shè)計(jì)師張?jiān)獎(jiǎng)祝?/strong> 因?yàn)殒隙?號(hào)是國(guó)家的一個(gè)重要任務(wù),，容不得半點(diǎn)差錯(cuò)。會(huì)遭到質(zhì)疑,，這個(gè)我們也是可以理解的,。他們覺(jué)得我們哪里可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，我們就去做實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證,，不會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題,。

團(tuán)隊(duì)里沒(méi)有人知道他們的命運(yùn)究竟會(huì)如何，兩年的時(shí)間里,，他們只能一次次接受質(zhì)疑,，面對(duì)質(zhì)疑，解決質(zhì)疑,，來(lái)證明這個(gè)載荷的安全,。

在這樣漫長(zhǎng)的拉鋸戰(zhàn)里,，團(tuán)隊(duì)成員從最開(kāi)始的六七十個(gè)人,，到最后只有核心的十幾個(gè)人留了下來(lái)。而就在距離發(fā)射只有半年的時(shí)候,，用于拍攝生物生長(zhǎng)情況的相機(jī)又出現(xiàn)了問(wèn)題,，讓他們?cè)僖淮蚊鎸?duì)功虧一簣的困境。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷總設(shè)計(jì)師謝更新： 圖片傳不回來(lái),。這個(gè)時(shí)候大家都已經(jīng)很疲憊了,。但是我和小核心的團(tuán)隊(duì)里面這幾個(gè)人，沒(méi)有一個(gè)人打退堂鼓,，所有的人都堅(jiān)持到最后,。

嫦娥四號(hào)科普試驗(yàn)載荷主任設(shè)計(jì)師張?jiān)獎(jiǎng)祝?/strong> 從來(lái)沒(méi)想過(guò)（放棄）。我內(nèi)心一直覺(jué)得能上去,，我也是奔著這個(gè)目標(biāo)來(lái)的,。

2018年9月28日,，距離發(fā)射只有70天,，嫦娥四號(hào)任務(wù)總體和探測(cè)器系統(tǒng)的總師、總指揮決定一起開(kāi)會(huì),，來(lái)商定這個(gè)科普載荷究竟是否能夠帶上月球,。

經(jīng)過(guò)詳細(xì)的研討，專家認(rèn)為載荷符合標(biāo)準(zhǔn),，不會(huì)影響到嫦娥四號(hào)的任務(wù)總體,，研制團(tuán)隊(duì)提著兩年的心也終于落了地。在生物試驗(yàn)科普載荷隨嫦娥四號(hào)啟程的前一天,，謝更新對(duì)各任務(wù)系統(tǒng)的專家,，說(shuō)了幾句心里話。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷總設(shè)計(jì)師謝更新： 我們的載荷要上天了,，但是很有可能長(zhǎng)不出東西或者是失敗了，假如外面有人在嘲諷我們,，批評(píng)我們的時(shí)候,，希望你們也給我們解釋一下，我們是努力了,，我們是用心了,。

【航天標(biāo)準(zhǔn)下不斷做“減法”】

事實(shí)上，他們不僅沒(méi)有影響嫦娥四號(hào)任務(wù),，還成功培養(yǎng)出了月球上的第一株植物,，這和他們?cè)谘兄七^(guò)程中不斷地學(xué)習(xí)和適應(yīng)航天標(biāo)準(zhǔn)密不可分。

由于嫦娥四號(hào)原本是嫦娥三號(hào)的備份,，所以它的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)已經(jīng)是固定的,。留出來(lái)的載荷余量只有3公斤，空間高度也只有不到20厘米,。在這樣近乎嚴(yán)苛的空間限制下,，研制團(tuán)隊(duì)做了很多的平衡和取舍，其中有遺憾,，也有收獲,。

眼前這個(gè)只有一個(gè)手掌大小的板子，就是用來(lái)放置攜帶上月球生物的裝置,。上面用來(lái)區(qū)分不同植物的格子,，寬度只有7.5毫米，長(zhǎng)度也只有9毫米,。也就是說(shuō),，所有的植物種子都只能在這個(gè)指甲蓋大小的空間里生長(zhǎng)，而這也正是嫦娥四號(hào)留給這個(gè)科普載荷空間之“小”的縮影,。

植物要選小的，動(dòng)物要選小的,，謝更新說(shuō)，他們?cè)具x擇的動(dòng)物是烏龜,，希望能夠驗(yàn)證高等動(dòng)物在月球上的生存情況,，同時(shí)也會(huì)有更好的展示效果。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷總設(shè)計(jì)師謝更新： 我們開(kāi)始半年甚至一年,，都是以烏龜為主線，來(lái)設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng),。但是做完之后知道我們是10月10號(hào)就封蓋了,，就上箭了，有將近兩個(gè)月12月8號(hào)才發(fā)射,。要保證烏龜在里面呼吸氧氣,。

也就是說(shuō)，烏龜需要在密閉的空間里生存兩個(gè)月,。然而由于空間不夠,，罐子里的氧氣最多只能支撐烏龜生存20天。因此只能換一種耗氧量更小的動(dòng)物,。

這也就意味著之前按照烏龜設(shè)計(jì)的生態(tài)系統(tǒng)都要推翻重來(lái)。像這樣的“彎路”團(tuán)隊(duì)其實(shí)還走了很多,。最開(kāi)始的時(shí)候,，他們希望載荷里的生物能夠在月球上度過(guò)一個(gè)月夜，這樣就可以觀察它們?cè)谠聲兒驮乱怪g的生長(zhǎng)區(qū)別,。

月球上的月夜溫度達(dá)到零下180度,，同時(shí)月球上的一個(gè)晚上是地球上的14天，所以想要度過(guò)月夜,，就必須攜帶電池,，為熱控系統(tǒng)供電,。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷主任設(shè)計(jì)師張?jiān)獎(jiǎng)祝?/strong> 我們花的時(shí)間最多的是熱控和這個(gè)電池,。17次的結(jié)構(gòu)優(yōu)化都是圍繞要么是熱控的需求,，要么是電池的需求。

超過(guò)一年的時(shí)間,，團(tuán)隊(duì)一直在各地尋找體積很小,，但是能量卻足夠大的電池。然而當(dāng)他們終于找到了之后,，這些電池卻因?yàn)槟芰棵芏忍?，未知性太大，沒(méi)有通過(guò)航天部門(mén)的可靠性驗(yàn)證,。

盡管團(tuán)隊(duì)不得不接受載荷無(wú)法度過(guò)月夜的現(xiàn)實(shí)，但是這也讓這群原本航天的“門(mén)外漢”,，真切地明白了什么是航天標(biāo)準(zhǔn),。就這樣團(tuán)隊(duì)成員開(kāi)始了從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到材料的不斷優(yōu)化，這也為他們最終能夠成功奔向月球奠定了基礎(chǔ),。

【打破束縛我們?cè)谠虑蛏稀胺N菜”】

盡管因?yàn)闆](méi)有接觸過(guò)航天任務(wù),，讓這群年輕人經(jīng)受了更多的考驗(yàn)和難關(guān)。但同時(shí),，也正是因?yàn)樗麄儧](méi)有受到過(guò)航天任務(wù)的“約束”,，反而提出了一個(gè)個(gè)天馬行空的創(chuàng)意，有些成為了解決問(wèn)題的利器,。

每天都在和眼前這些瓶瓶罐罐打交道的鄭先喆,，從來(lái)沒(méi)有想過(guò)自己有一天會(huì)和航天兩個(gè)字有交集。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷團(tuán)隊(duì)成員鄭先喆： 以前只是說(shuō)從科教頻道或者書(shū)本上了解,，去衛(wèi)星發(fā)射中心以前都不敢想，覺(jué)得那個(gè)地方特別神秘,。

作為一個(gè)生物學(xué)博士,，養(yǎng)活幾株植物并不是什么難事。但是這次在太空上“種菜”的任務(wù),，卻給鄭先喆出了不少難題,。例如，為了防止土壤在奔向月球的路途中散落出來(lái),，就需要在上面蓋一層布固定住,。如果用一般的紗布固定，盡管能夠保證土壤不會(huì)散落，但同時(shí)植物也無(wú)法生長(zhǎng)出來(lái),。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷團(tuán)隊(duì)成員鄭先喆：因?yàn)椋啿嫉模┭厶×耍N子頂不出來(lái),，長(zhǎng)不出來(lái)就看不到,，拍照拍不出來(lái)。一直說(shuō)怎么辦,。然后突然就想到就是我后面要加水,，那么會(huì)不會(huì)有蓋在上面，然后水一溶它就消失了,，會(huì)不會(huì)有這種材料,。

通過(guò)查閱大量的資料,，鄭先喆真的找到了這樣一種材料——用在刺繡工藝?yán)锏乃苊?。不過(guò)，它是不是真的可以用在生物科普試驗(yàn)載荷里,，還需要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷團(tuán)隊(duì)成員鄭先喆： 也不清楚這個(gè)材料溶解會(huì)不會(huì)影響植物生長(zhǎng)，或者對(duì)植物有毒害,。

經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn),，鄭先喆終于確認(rèn)水溶棉不會(huì)對(duì)植物造成危害,，可以作為固定土壤的材料。就這樣,，這個(gè)看似簡(jiǎn)單但是高效的解決方案成了科普載荷成功的關(guān)鍵,。

類似這樣“接地氣”的創(chuàng)意還有很多。盡管大家都沒(méi)有航天任務(wù)的經(jīng)驗(yàn),，但是這也恰恰給了年輕人足夠的空間去大膽想象,。

嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷總設(shè)計(jì)師謝更新： 我們不是以常規(guī)的航天的思路去想這些問(wèn)題,，因?yàn)檫@個(gè)團(tuán)隊(duì)大家都是很年輕,，他思路不受約束。他們一提完之后馬上給我發(fā)信息,，然后做實(shí)驗(yàn),，數(shù)據(jù)拿出來(lái)可以，那么就這樣定了,。

2019年1月7日，當(dāng)月球上的科普載荷傳回的照片中顯示棉花種子成功發(fā)芽的時(shí)候,，證明了這個(gè)創(chuàng)意無(wú)限的團(tuán)隊(duì)兩年的付出得到了回報(bào),。

對(duì)于這個(gè)不是專業(yè)的航天團(tuán)隊(duì)中的一些人來(lái)說(shuō),，這次科普試驗(yàn)可能是他們?nèi)松形ㄒ灰淮谓咏盏臋C(jī)會(huì)，而他們也用堅(jiān)持和創(chuàng)新,，實(shí)現(xiàn)了普通人也能探索宇宙的夢(mèng)想,。