科学家希望在月球上储存670万个物种的DNA,以防万一
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发布时间：2022-10-12 07:08
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时间：2023-10-19 22:57
“方舟”或“基因库”将安全地存储在这些30多亿年前由熔岩雕刻而成的镂空隧道和洞穴中，并由上面的太阳能电池板供电。研究人员称，它将保存地球上所有670万种已知植物、动物和真菌的低温保存遗传物质，这需要至少250次火箭发射才能运送到月球。
科学家们相信，这项努力可以保护我们星球上的野生动物免受自然和人为造成的世界末日的影响，例如超级火山爆发或核战争，并确保它们的基因得以存活。
科学家们在3月7日举行的IEEE航空航天会议上提出了他们的月球方舟计划。
“我们和大自然之间有着很强的相互联系，”主要作者、亚利桑那大学太空与地面机器人 探索 （SpaceTREx）实验室负责人杰坎·桑加（Jekan Thanga）告诉说：“我们有责任保护生物多样性。”
桑加说，这一雄心勃勃的项目所需的技术还不完全具备，但研究人员认为，它可以在未来30年内建成。
生存威胁
月球方舟背后的主要动机是为生物多样性创造一个安全的地球外储存地点。
“我喜欢用数据类比，”桑加说“这就像是把你的照片和文档从电脑复制到一个单独的硬盘上，这样如果出了什么问题，你就有了备份。”
因此，如果一个世界末日事件摧毁了自然世界或消灭了大部分人类，就有机会“按下重置按钮”，桑加说。
在他们的报告中，研究人员列出了地球生物多样性的潜在生存威胁：超级火山爆发、全球核战争、小行星撞击、流行病、气候变化加速、全球太阳风暴和全球干旱。
桑加说：“环境和人类文明都非常脆弱。可能会发生许多非常悲惨的情况。”
创造基因备份来保护生物多样性并不是一个新概念。位于挪威北极圈内的斯瓦尔巴特全球种子库保存着世界各地植物物种的基因样本，已经被用于将某些植物重新引入野外。然而，这个拱顶仍有被海平面上升或小行星撞击摧毁的风险。
研究人员说，只有将这些基因信息储存在太阳系的其他地方，我们才能确保它们在地球面临的任何生存威胁中幸存下来。
熔岩管
月球是外太空方舟的很好选择，主要原因之一是：它离地球只有四天的路程，这意味着将样本运送到月球要比把它们带到火星容易得多。桑加说，由于轨道不稳定，在环绕地球的轨道上建造方舟也不够安全。
在月球上建造方舟的另一个好处是它可以安全地隐藏在熔岩管中。这些地表下的空洞和隧道是在月球炽热的幼年时期形成的，从那时起它们就一直没有受到影响。熔岩管可以保护方舟免受流星撞击和破坏DNA的辐射。熔岩管也被认为是在月球上为人类文明建造月球城市的绝佳场所。
“除非有流星或核武器的直接打击，方舟应该没事，”桑加说“而且可能有多达200个熔岩管，可以适用于方舟。”
研究人员建议首先使用专门设计的能够自主 探索 洞穴和隧道的机器人绘制这些管道的地图。据桑加说，这种假想的SphereX机器人类似于大型的“pokeballs”，上半部分为深金属灰色，下半部分为青铜色。SphereX机器人将能够在月球的低重力环境中跳跃，并使用相机和激光雷达绘制管子的地图，这是一种利用脉冲激光形式的光来测量距离的遥感方法。
一旦机器人识别出合适的熔岩管，施工阶段就可以开始了。
建立基地
拟建的方舟将包括地上和地下两个主要部分。这些基因样本将保存在熔岩管内的低温储存模块中，熔岩管通过电梯与地表相连。在表面上，一个通讯阵列和太阳能电池板将使方舟能够自主维护，一个气闸将允许人类来访。
建造方舟将是一个巨大的后勤挑战，但桑加说，美国宇航局和欧洲航天局（ESA）即将进行的登月任务将为这些类型的建设项目奠定基础。
桑加预测，根据一些“快速、精确的计算”，将样本运送到月球将是建造方舟最具挑战性和成本最高的方面。
这些计算假设每个物种需要50个样本才能成功地重新引入一个物种。然而，重新引进每一个物种实际上可能需要多达500个，这意味着需要更多的火箭，桑加说。这些计算还不包括运送建造方舟所需材料和所需的发射。
“建造方舟和运输样品将花费数千亿美元，”桑加说“但对于联合国这样的国际合作来说，这并不是完全不可能的。”
超冷机器人
即便如此，月球方舟的另外一个技术领域目前还是遥不可及。
为了对样品进行低温保存，它们必须在零下292至零下321华氏度（零下180至零下196摄氏度）的极低温度下保存。这意味着用人类从低温储存模块中分类和提取样本是不切实际的。取而代之的是，机器人将不得不做繁重的工作。
但是在如此低的温度下，机器人会通过冷焊的方式被冻结在地板上，金属会在冻结的温度下被熔合在一起。研究人员称，解决方案是量子悬浮。这个理论解决方案基本上跟超导磁悬浮类似。
“你可以把远处的东西固定在一起，这样你就可以通过悬浮来移动机器人，”桑加说。
桑加说，量子悬浮目前还不可能实现，但未来其他低温项目（如长途太空旅行）也需要量子悬浮，因此科学家研究出如何实现这一点应该只是时间问题。
研究人员说，30年的时间框架是可能的，但如果人类面临迫在眉睫的生存危机，它可以做得更快，桑加说。
“这是一个项目，需要真正的紧迫性，有足够的人充满热情，全情投入地去实现它，”桑加说“我认为，如果需要，可以在10至15年内实现。”
