導語：2月20日下午，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平在北京人民大會堂會見探月工程嫦娥四號任務參研參試人員代表。嫦娥四號任務的圓滿成功，揭開了古老月背的神秘面紗，開啟了人類探索宇宙奧秘的新篇章。嫦娥四號在月球背面邁出的一小步，是人類文明邁出的一大步，與我們每個人的生活息息相關。宇宙探索所取得的地外科技，無時無刻改變著我們每個普通人的生活和所知所感。
人類首次月面生物實驗，嫦娥四號為何會帶上這六名“旅客”？
2019年1月15日，嫦娥四號上搭載的生物科普試驗載荷發布了最新試驗照片，照片顯示試驗搭載的棉花種子已經長出了嫩芽，雖然它僅作短短停留就告別了我們，但這也標志著嫦娥四號完成了人類在月面進行的首次生物實驗。在這個寒冷的冬天，在地球上收到月球之春的消息，讓人倍感溫暖。
這次搭載的科普載荷，實際上是一個密閉的生物系統，包括4種植物，分別是土豆、擬南芥、油菜和棉花。這些植物對人類有著重要的實用和研究價值，它們吸收陽光、水、二氧化碳，產生氧氣，合成有機物。此外，還有一種昆蟲是果蠅，擔當了消費者的角色，負責吃掉植物。酵母是分解者的角色，用于分解有機物，釋放出一定量的二氧化碳供植物呼吸。生產者、消費者和分解者，如果相互匹配得比較好的話，是可以在密閉狀態下實現自我循環的。
由于土豆的淀粉含量很高，在酵母菌的發酵下，還會產生酒精?；蛟S，罐子里的果蠅此刻已經喝醉了呢？記得在小學語文課本里，有一篇課文叫作《月球之謎》，介紹了在地球上利用模擬月球土壤進行生物實驗，孩子們對月球土壤竟然可以種植物感到非常好奇。而那時近乎科幻般的夢想，如今已經成為現實，這也是人類第一次在月球上開展生物實驗。
月球上的環境對生命來講是很嚴酷的。不僅晝夜溫差大，而且被陽光照到的一面和背陰的一面溫差也很大，甚至可以達到200℃～300℃。由于罐子中沒有空調，只能通過冷熱片傳導熱量，進行溫度調節，將罐子里的溫度控制在20℃～30℃的室溫下，以蒙騙植物，讓它們以為春天來了，然后開始萌芽。
除了溫度之外，陽光也是植物生長所必需的。罐子里沒有燈，用的是月球上天然的太陽光，密封的罐子是鋁合金制成的，通過在罐子頂部開口，利用光管技術，把陽光引入到罐子中，但這會對罐子的密封性提出了挑戰。
水是生命之源。科普載荷攜帶了18毫升水，當嫦娥4號著陸到月球表面之后，通過水泵將水澆到植物種子上，促使植物發芽。
在物種的選擇上，由于月球環境非常惡劣，這次實驗選擇的物種，要求既能耐高溫，又能耐低溫，可以抵抗極端溫差，而且還要耐輻射，適應月球上的低重力條件。由于罐子小，生長空間只有1升左右，植物的個頭也不能太大。
除了上述條件，選擇這些物種，還與人類將來在月球上的生存有關。其中，土豆是全營養食品，是未來太空生活中最重要的食物來源，可以提供人體所需的大部分能量和營養。在2015年上映的科幻大片《火星救援》中，作為植物學家的男主角，就是通過種土豆才在火星上幸存下來的。俄羅斯主持的“火星500”太空模擬生存實驗中，航天員也是以土豆為主要食物，簡直就是太空中的口糧。
擬南芥是一種模式植物，與蘿卜、卷心菜等蔬菜一樣，都屬于十字花科；由于結構簡單，生長周期短，與其他植物的區別度大，擬南芥是太空種植的常客，此前在天宮2號空間實驗室的科學實驗中也上過天。
棉花是主要的農業作物品種之一，既能作為衣物保暖，也可以用于緩沖減震、生產繩索等，在太空生活中有很廣泛的用途。
油菜是中國南方常見的油料作物，菜籽油香味獨特，不同于北方常用的大豆油和花生油。在幼苗期，油菜還可以作為綠葉蔬菜直接食用。除了供太空移民吃穿所需外，植物還有觀賞價值，可以舒緩長期太空旅行帶來的緊張情緒和孤獨感，部分擔當了心理醫生的作用。
對載人深空探測來說，在從地球出發的漫長旅途中，以及在其他星球上拓荒的過程中，航天員所需的物資不可能都從地球上運過去，那樣的代價太昂貴了。因此，原位資源利用將成為一項基礎性的技術，利用其他星球上的資源，生產氧氣、水、食物等生命必需物資，同時生產火箭燃料和發射平臺、基座等建筑材料。
在密閉生態系統中，協調生產者、消費者和分解者三者的效率，實現物質循環，為人類提供充足的食物來源和穩定的氧氣供應，是一項十分必要的基礎性工作。
今后，還將開展更大規模、更復雜的太空種植實驗，完善密閉生態系統的設計。只有當這些技術逐漸成熟的時候，人類走向深空，建立月球基地，乃至移民火星的步伐才能更加堅定。（鄭永春 吉菁菁 王小寧）
