月面微型生態圈：月球上長出了第一株棉花嫩芽！
原標題：月面長出首株嫩芽！嫦娥四號上的這個“不鏽鋼飯盒”不簡單
就在今天，一則新聞登上了各大版面的頭條，嫦娥四號“發芽了”！這並不是一則洋蔥新聞，也不是嫦娥四號能夠“逆天”違反自然規律，在接近真空的月球表面種出了地球植物。這一切，都是這個由重慶大學牽頭研發的“不鏽鋼飯盒”搞的鬼。
月面微型生態圈：月亮上種土豆
雖然這個外觀像個保溫飯盒的載荷只有三公斤重，容積不到一升，但卻肩負著一個光榮而神聖的任務：第一次在月亮上種土豆。載荷雖然不大，但零部件卻不少。除了鋁合金殼體，這個載荷罐還帶有一套半導體溫控裝置，一套攝像系統，一些培養基（土壤），水、空氣、馬鈴薯種子、擬南芥種子，棉花籽，微生物（酵母等）和昆蟲卵（原計劃是養蠶，後來改成養果蠅）。值得稱道的是，這個罐子的頂部還留有陽光導管，可以把嫦娥四號外表面接收到的日光照射通過光纖傳導進載荷內部，讓罐子裡的花花草草也能享受到月球表面的天然陽光。
那它是怎麼工作的呢？
在發射到落月前的階段，溫控裝置會把載荷內部控制在一個較低的溫度，土壤也會保持乾燥，使植物種子和蟲卵處於休眠狀態。而當嫦娥四號在月球表面著陸，太陽能帆板正常開啟之後，溫控系統將把載荷中的“土壤”和空氣調整到合適的溫度（維持在1-30攝氏度之間），並向土壤中放水，刺激植物發芽。上面提到的調溫，放水等步驟，都已經在嫦娥四號落月後的幾天內完成了。而今天（加水後的第九天），載荷罐中終於長出了大家熱切盼望的第一株棉花嫩芽！
按照原計劃，在後續植物生長的過程中，傳導進載荷內部的太陽光將會起到促進光合作用的功能，光合作用中產生的氧氣可以用於供給動植物及微生物的呼吸過程。在植物生長中產生的枯枝敗葉，以及在實驗過程中死去的果蠅幼蟲和微生物，又可以被活著的微生物分解掉，成為植物生長所必需的肥料。而微生物和它的代謝產物也可以成為蛆寶寶出生後的食物來源。在這個過程中，微生物和蛆寶寶（以及長大後的果蠅）也會不斷通過呼吸作用放出二氧化碳，反過來又能為植物的光合作用提供原料。
這也就是說，動物，植物和微生物的生長，在這個小小的載荷裡，構成了一個微小的閉環生態體系，簡直是螺螄殼裡做道場。
不過，作為一次無人蔘與的試驗性任務，這一載荷當然沒有攜帶大量的水和空氣。嫦娥四號也將很快進入長達半個月的月夜。基於月夜供電不足，保溫困難等原因，實驗已經宣告結束。所以，我們最終並不會收穫到在月球上耕種出來的土豆。這也就意味著，想吃月球土豆和月球地三鮮的吃貨同志們，還需要稍安勿躁，坐等下一階段的載人登月和月球基地任務。
其實，把這個微型生態圈的載荷罐設計得這麼小，功能上還有各種侷限，也實在是無奈之舉。此次發射嫦娥四號探測器的，仍然是上一代“扛把子”長征三號乙運載火箭，這種設計於上世紀九十年代的中型運載火箭，在面對如今越來越繁重的探月任務時，已經顯得有些力不從心。為了兼顧這位老同志的體力，探測器自然也不能太大，要在已經不大的探測器裡塞上一個人造生態圈，就更是難上加難了。在如此小的體量裡，種出土豆棉花已經十分困難，想要在月球上種出一道完整的“地三鮮”，顯然需要一個更加完善的人造生態體系。而這個進階版人造生態圈的建設，還得依靠尚在閨閣中的長征五號重型火箭，以及尚在襁褓中的長征九號巨型運載火箭。
雖然月球基地的實際開工建設一時半會還難有眉目，但我國其實早已開始了關於在月面進行農業生產，和建立能夠自給自足的月面基地的初期研究。北京航空航天大學的團隊在此方向已經深耕十餘年，於2014建造出了模擬未來中等規模月球基地的月宮一號，並於去年（2018年）完成了自給自足駐留長達一年的“月宮365”實驗。在這輪地面實驗中，八名志願者在密閉的月宮一號裡成功種出了大豆、小麥、胡蘿蔔、西紅柿、草莓等農作物，為未來的月面長期駐留積累了寶貴的經驗。有了月宮一號，做一道地三鮮這樣比較複雜的素菜顯然也不是什麼困難的事。
雖然此次嫦娥四號搭載的“微型生態圈”只能算是月宮生態圈的“迷你版贈品”，但即便是這小小的一步，也是生態圈實驗從地面向太空發展的一大步。
今天，植物在載荷中的發芽標誌著這一實驗取得了至關重要的進展。
據介紹，生物科普試驗載荷在月面注水進行發芽和生長實驗以後，經過9天時間進入月夜期。目前，生物科普試驗載荷已進入斷電狀態，載荷內部在月夜溫度零下52℃的情況下，所攜帶的六種生物將結束本次科普試驗使命，處於冷凍狀態。待下一個月晝期溫度上升後，在全封閉狀態的生物科普試驗載荷罐中，六種生物將被慢慢分解成無害的有機物，並將被永久封存在生物科普試驗載荷內部。