2019年1月3日，嫦娥四号在月球背面南极-艾特肯盆地冯卡门陨石坑预选着陆区成功着陆，这是人类首次登上月球。嫦娥四号除了首次探月外，还进行了生物科普实验。在这个生物科学有效载荷中，有六种生物:马铃薯、油菜、拟南芥、棉花、酵母和果蝇。希望验证月球上植物、动物和微生物的生长情况。

今年年初发回的一张试验照片显示，科普有效载荷中的棉花种子长出了一片绿叶，这也是月球表面的第一片“绿色”。不过，由于相机的清晰度，这张照片中的一些信息还没有得到证实。比如照片中绿叶上的阴影是什么？

最近，R&D团队通过3D重建和数据分析对这张图片进行了深度处理。发现这种绿色其实是由两片叶子组成的，刚才提到的影子是另一片叶子的影子。同时，这张图片还展示了月球上植物根茎生长的特点，再次证明了在月球上强辐射、低重力的环境下，植物仍然可以被栽培。

实验成功了，但你可能想不到，第一次在月球上实现“种菜”的团队，其实并不是专业的航天团队。他们中的大多数人甚至没有航空航天相关背景，这使得他们在开发和实验过程中遇到了许多意想不到的困难。

太空没有空间背景的捕梦网

从环境、机械、材料到生物，这个十多人的团队涵盖了多种学科，但没有一个是航空航天专业的。三年前，嫦娥四号面向全社会公开征集生物科学实验载荷，他们的创造力在近300个方案中脱颖而出。这是这群太空“局外人”第一次接触太空任务。

没有专业的测试场地，没有专业的配套部件，这让他们产生了质疑。因为它们携带生物，是否会影响嫦娥四号的整体任务，成为这个项目不得不面对的最大争议。

嫦娥四号科普实验载荷总设计师张元勋:因为嫦娥四号是我国的重要任务，我们不能容忍任何错误。我们会被质疑是可以理解的。他们认为我们可能有问题，所以我们会做实验来验证不会有这样的问题。

队里没有人知道他们的命运会如何。在过去的两年里，他们只能一次又一次地接受、面对和解决挑战，以证明这种负荷的安全性。

这么长时间的拉锯战，队员从一开始的六七十人，到最后的核心只有十几个人。但就在发射前半年，用来拍摄生物生长的相机又出了问题，让他们再次面临功亏一篑的窘境。

嫦娥四号生物科学实验载荷总设计师谢更新:图片传不回来。这时，大家都已经很累了。但是我和小核心团队的这些人都没有退缩，他们都坚持到了最后。

嫦娥四号科普实验载荷总设计师张元勋:没想过。我一直以为我可以在心里往上走，我带着这个目标来了。

2018年9月28日，距离发射只有70天的时候，嫦娥四号任务和探测器系统总工程师兼总指挥决定一起开会，讨论这个科普载荷能否带到月球。

经过详细讨论，专家认为载荷符合标准，不会影响嫦娥四号的整体任务。经过两年的照料，研究小组终于着陆了。在嫦娥四号搭载生物实验科普负荷出发的前一天，谢更新向各任务系统的专家们发自内心地说了几句话。

嫦娥四号生物科学实验载荷总设计师谢更新:我们的载荷要上天了，但是很有可能什么也长不出来，或者失败。如果外面有人在嘲笑我们，批评我们，希望你能给我们解释一下。我们努力工作，并全心投入其中。

继续做航天标准下的“减法”

事实上，他们不仅没有影响嫦娥四号任务，还成功培育出了月球上的第一株植物，这与他们在研制过程中不断学习和适应太空标准是分不开的。

由于嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份，所以其结构和设计已经固定。剩余荷载裕度仅为3kg，空之间的高度小于20cm。在空这样近乎严格的限制下，开发团队做了很多权衡和取舍，其中有遗憾也有收获。

目前这块板子只有手掌大小，用来放置携带生物上月球的装置。用来区分不同植物的网格只有7.5毫米宽，9毫米长。也就是说，所有的植物种子只能生长在指甲大小的空以内，这是嫦娥四号留下的科普负荷空之间“小”的缩影。

植物应该小，动物应该小。谢更新说，他们最初选择的动物是海龟，希望验证月球上高等动物的生存状况，有更好的展示效果。

嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师谢更新:我们开始设计以乌龟为主线的生态系统，历时半年甚至一年。然而，当我们完成时，我们知道我们已经在10月10日密封了盖子，所以我们射出了一支箭，花了将近两个月的时间才在12月8日发射。确保海龟在里面呼吸氧气。

也就是说，海龟需要在一个封闭的空房间里生活两个月。但是由于缺少空，罐子里的氧气最多只能支撑乌龟生存20天。所以，我们只能换成耗氧少的动物。

这意味着，按照乌龟设计的生态系统，不得不被颠覆，重新开始。像这样的“迂回”团队实际上已经走了很多。一开始，他们希望有效载荷中的生物可以在月球上度过一个月夜，这样他们就可以观察月夜和月夜之间的生长差异。

月球月夜温度达到零下180度，月球上的一个晚上就是地球上的14天，所以如果你想度过月夜，就必须携带电池为热控系统供电。

嫦娥四号生物科学实验载荷总设计师张元勋:我们花在热控和这个电池上的时间最多。这17个结构优化都是针对热控或者电池的需求。

一年多来，该团队一直在寻找体积小但能量足够大的电池。然而，当他们最终找到它们时，这些电池由于其高能量密度和巨大的未知性，未能通过航空航天部门的可靠性验证。

虽然团队不得不接受载荷无法在月夜生存的事实，但也让这群原本在太空的“局外人”真正明白了什么是太空标准。就这样，团队成员开始了从结构设计到材料的不断优化，为他们最终成功登月奠定了基础。

打破枷锁，我们在月球上种菜

虽然他们没有接触过太空任务，但这些年轻人经受了更多的考验和困难。但与此同时，也恰恰是因为他们没有被太空任务“束缚”，而是提出了自己的想法空，其中一些成为了解决问题的利器。

每天和眼前这些瓶瓶罐罐打交道的郑显哲，从没想过自己有一天会和航天有交集。

嫦娥四号生物科学实验载荷组成员郑宪哲:我只说是从科教频道或者书本上学的，去卫星发射中心之前不敢想，觉得那个地方特别神秘。

作为生物学博士，养活几种植物并不难。然而，这个在台空上“种菜”的任务，给郑献哲造成了很多困难。例如，为了防止土壤在去月球的路上散落，需要用布覆盖来固定。如果用普通纱布固定，虽然土壤不能分散，但植物不能同时生长。

嫦娥四号生物科学实验载荷团队成员郑献哲:因为眼睛太小，种子站不出来，看不出来长不出来，拍不出来。继续说要做什么。然后突然想到后面需要加水，那么上面会不会有盖，然后水一溶解就会消失，会不会有这种物质？

通过查阅大量的资料，郑献哲真正找到了这样一种材料——水溶棉用于刺绣工艺。然而，它是否真的能用于生物科普测试负载，还需要大量的实验验证。

嫦娥四号生物科学实验载荷团队成员郑献哲:目前还不清楚这种物质的溶解会不会影响植物的生长，或者对植物有毒性。

经过反复试验，郑献哲终于确认水溶性棉花不会伤害植物，可以作为固土材料。就这样，这个看似简单却高效的解决方案成为了科普加载成功的关键。

像这种“接地气”的想法有很多。虽然每个人都没有太空任务的经验，但它只是给了年轻人足够的空去大胆想象。

嫦娥四号生物科学实验载荷总设计师谢更新:我们不会用常规的空间思维去思考这些问题，因为这个团队的每个人都很年轻，他的思维是天马行空的。他们一提就给我发消息，然后做实验，数据就可以拿出来了，就这么定了。

2019年1月7日，当月球科普载荷传回的照片显示棉花种子发芽成功，证明创作团队两年的付出有了回报。

对于这个非专业航天团队的一些人来说，这个科普实验可能是他们一生中唯一接近空的机会，他们已经实现了普通人通过坚持和创新可以探索宇宙的梦想。

制片人:王郡华

编辑:周