房联社

北京时间3月16日消息,据国外媒体报道,目前,科学家提议称,地球670万种生物的精子和卵子应该送到“月球方舟”,以此作为“现代全球保险策略”,以备不时之需。

科学家设想在月球表面的中空冷却熔岩管中建造一个月球基因库,用于储存动物的精子和卵子、以及植物种子和孢子样本,存储在“月球方舟”中的样本将被冷藏在低温环境中,该装置由月球表面安装的太阳能电池板提供动力。

月球方舟的存在具有特殊意义,将在气候变化、超级火山爆发或者小行星撞击等全球性灾难发生时保存地球的基因多样性。

如何将670万种生物精子和卵子带到月球?

月球基因库(可以储存动物精子、卵子、植物种子和孢子样本),被设想建造在月球表面的一个中空的冷却熔岩管中。如图所示,这是月球基因库的地下结构,它被埋在月球表面之下的空心熔岩管。

在月球上建造一个基因存储设施是非常重大而艰巨的任务,该项研究报告作者美国亚利桑那大学机械工程师杰坎·桑加指出,建造月球方舟是可以实现的。

依据粗略估算,将670万种生物样本运送到月球,每次分别运送50个样本,需要发射250次火箭,这些“生物种子”将进行低温冷冻处理,飞行38万公里抵达月球,相比之下,在近地轨道组装国际空间站总共需要40次火箭发射。

在月球表面建造地球基因库并不令人惊奇,事实上,纵观历史地球自然是一个非常不稳定的环境,我们人类在大约7.5万年前侥幸生存下来,当时正值托巴超级火山爆发,导致了长达1000年的地球冷却期,据一些专家称,该时期可能出现了人类多样性下降,人类足迹遍布全球,一旦人类文明彻底崩溃,可能会对地球自然环境造成连锁反应。

建立基因库未来恢复失去的生物多样性的想法并不新鲜,例如:目前有100多万份种子样本储存在北冰斯瓦尔巴特群岛的全球种子库中,然而,把这些基因库设置在地球上,也很容易受到意外损坏。

例如:气候变化有可能使许多物种未来走向绝迹,同时,伴随着全球气候变暖而产生的海平面上升将使斯瓦尔巴特群岛的种子库拱顶淹没在海浪之下,相比之下,月球可能具有更安全的位置。

在月球上建造一个基因存储设施将是一项重大任务,研究人员建议在月球熔岩管中建造月球方舟,熔岩管是数十亿年前熔岩在月球地下流动时形成的中空隧道,月球有大约数百个直径100米的熔岩管组成的网络。

如何建造“月球方舟”?

  在月球上建造一个基因存储设施将是一项重大任务,但桑加教授称这是可以实现的,他和研究同事建议在月球熔岩管中建造月球方舟,熔岩管是数十亿年前熔岩在地下流动时形成的一个中空隧道,最终留下数百个直径大约100米的熔岩管组成的网络。

尽管在部分科幻小说中描绘的月球栖息基地是表面构建的玻璃穹顶结构,但更有可能的是,未来月球居民想要定居在地下环境,这里他们可以免受太阳辐射、陨石和温度变化的影响。

依据研究人员的提议,月球方舟将通过两个或更多的电梯直接抵达表面,其中一个电梯专门用于将建筑材料运送到基地,因此它可以沿着熔岩管延伸。研究团队还在同时进行一个名为“X球体”的微型飞行跳跃机器人项目,以帮助实现基地的初步建立。

“X球体”机器人可以进入熔岩管,采集月球尘埃和岩石样本,收集关于洞穴分布、温度和构成的相关数据,这些数据可用于确定是否适合建造月球方舟。

该基地的主要支柱将是一系列圆柱形“低温保存”模块,在这些模块中,一排排装有样本材料的培养皿将整齐地存放。研究小组称,这些生物种子可在零下180摄氏度的条件下保存,而干细胞需要在零下196摄氏度的条件下保存,相比之下,研制的新冠疫苗能在零下70摄氏度保存。

然而,在低温环境下操作也存在着问题,金属基组件可能被冻结、卡在一起,甚至被冷焊在一起,另一方面,该条件能让我们利用一种叫做量子悬浮的特殊现象,使样本架浮在金属表面之上,就像机器人在磁性轨道上飞行一样。

量子悬浮是通过将一种低温超导体材料置于强大的磁铁之上实现的,基于这一点,前者将在后者之上漂浮一段固定距离,就好像它们是连接在一起。这就像它们被绳子锁定在某个地方,但这是无形的绳子,当温度降到很低的时候,神奇的现象就会发生。

一些现象看起来很神奇,但实际上是建立在我们数次实验尝试以及我们认知边缘的实验室测试物理原理之上,然而,实现这样的月球方舟仍有很长的路要走,研究人员首先需要确定一些必要因素,例如:该设施将如何与地球通信,低重力环境将对样本有什么影响?

6、储存样本所需的超低温条件可以让我们利用一种叫做量子悬浮的特殊现象——让样本悬浮在金属表面上,类似于机器人在磁性轨道上悬浮(左图所示)。量子悬浮是通过将一个低温超导体置于一个强大的磁铁之上来实现的,在这一点上,前者将在后者之上漂浮一段固定的距离(右图所示)。

将此类设施建立在地球上并非万无一失。例如,全球变暖导致的海平面上升将使斯瓦尔巴德种子库消失在海浪之下。因此,只有将这些基因信息储存在太阳系其他地方,才能确保它们在地球面临任何生存威胁时能幸存下来,而月球是外太空“方舟”理想的栖身之所。主要原因在于:月球离地球只有4天路程,比火星更近;另外,在轨道上建立“方舟”也不安全;此外,月球上的熔岩管可以呵护“方舟”的安全。

不过,实现这一雄心勃勃的项目仍面临不少挑战。首先,成本高昂,“建造方舟和运输样品将花费数千亿美元”。此外,样品必须在零下180至零下196摄氏度的极低温度下保存,因此需要机器人开展作业,但如此低的温度对机器人来说也是一个巨大的挑战。

像这样的太空项目让我觉得人类距离成为太空文明越来越近,或许不久人类就会在月球和火星上建立基地。尽管跨多学科项目复杂性很高,但我们这样的项目更具挑战性,更有吸引力!

via新浪科技

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