月球方舟將被藏在月球的熔巖管道中。

科學(xué)家想把地球上670萬種生物的DNA存放在月球方舟作為備份。

一組科學(xué)家提出，隱藏在月球熔巖管內(nèi)的“月球方舟”可以保存地球上數(shù)百萬種物種的精子、卵子和種子。

方舟，或基因庫，將被安全地隱藏在這些30多億年前由熔點(diǎn)雕刻而中空的隧道和洞穴中，它由上方的太陽能電池板供電。據(jù)研究人員稱，它將保存地球上所有670萬種已知植物、動(dòng)物和真菌的低溫保存的遺傳物質(zhì)，需要至少250次火箭發(fā)射才能將這些物質(zhì)運(yùn)送到月球。

科學(xué)家們相信，這項(xiàng)努力可以保護(hù)地球上的野生動(dòng)物免受自然和人為造成的世界末日事件的影響，如超級火山爆發(fā)或核戰(zhàn)爭，并確保它們的基因存活。

在IEEE航空航天會議上展示了他們的月球方舟計(jì)劃，由于COVID-19大流行，該會議于今年以視頻連線方式舉行。

“我們和自然之間有很強(qiáng)的相互聯(lián)系，”亞利桑那大學(xué)空間和陸地機(jī)器人探索(SpaceTREx)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、主要作者Jekan Thanga在接受《生活科學(xué)》采訪時(shí)表示。“我們有責(zé)任成為生物多樣性的守護(hù)者，并擁有保護(hù)它的手段?！?

Thanga說，這個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目所需的技術(shù)目前還不是全部都已經(jīng)掌握，但研究人員認(rèn)為它可以在未來30年內(nèi)建成是現(xiàn)實(shí)可行的。

致命威脅

建造月球方舟的主要?jiǎng)訖C(jī)是為生物多樣性創(chuàng)造一個(gè)安全的外太空存儲設(shè)施。

“我喜歡用數(shù)據(jù)做類比，”Thanga說。“這就像把你的照片和文件從你的電腦復(fù)制到一個(gè)單獨(dú)的硬盤上，這樣你就有了一個(gè)備份，以防出現(xiàn)任何問題?！?

因此，如果某個(gè)世界末日事件摧毀了自然或消滅了大多數(shù)人類，我們?nèi)杂袡C(jī)會“按下重置按鈕”，Thanga說。

在他們的報(bào)告中，研究人員列出了以下對地球生物多樣性的潛在致命威脅:超級火山爆發(fā)、全球核戰(zhàn)爭、小行星撞擊、流行病、氣候變化加速、全球太陽風(fēng)暴和全球干旱。

“環(huán)境和人類文明都非常脆弱，”Thanga說?！翱赡軙l(fā)生很多諸如此類災(zāi)難事件?！?

創(chuàng)造基因備份來保護(hù)生物多樣性并不是一個(gè)新概念。位于挪威北極圈內(nèi)的斯瓦爾巴全球種子庫保存著來自世界各地的植物物種的基因樣本，并已被用于將某些植物重新引入野外。然而，這個(gè)植物種子避難中心仍然有被海平面上升或小行星撞擊摧毀的風(fēng)險(xiǎn)。

研究人員說，只有將基因信息儲存在太陽系的其他地方，我們才能確保它在地球面臨的致命生存威脅中存活下來。

熔巖管道

月球顯然是外太空方舟的首選，主要原因是:它距離地球只有四天的旅程，這意味著運(yùn)輸樣本比帶到火星要容易得多。Thanga說，由于軌道的不穩(wěn)定性，在繞地軌道上建造方舟也不夠安全。

然而，在月球上建造方舟的另一個(gè)好處是，它可以安全地隱藏在熔巖管中。這些地表下鏤空的洞穴和隧道是在月球熾熱的嬰兒期形成的，從那時(shí)起它們就沒有被碰過。熔巖管可以保護(hù)方舟不受隕石撞擊和保護(hù)DNA不受輻射傷害。據(jù)《生活科學(xué)》(Live Science)此前報(bào)道，熔巖管也被認(rèn)為是在月球上建造人類文明的月球城市的絕佳地點(diǎn)。

月球方舟的基本設(shè)計(jì)是低溫存儲模塊隱藏在熔巖管中，由月表上方的太陽能電池板提供動(dòng)力。(圖片來源:Jekan Thanga)

Thanga說:“除非被流星或核打擊直接擊中，否則方舟應(yīng)該沒問題。”“可能有多達(dá)200個(gè)熔巖管適合方舟使用?！?

研究人員建議首先使用專門設(shè)計(jì)的能夠自主探索洞穴和隧道的機(jī)器人繪制這些管道的地圖。據(jù)Thanga介紹，假想中的SphereX機(jī)器人將類似于大型“口袋球”，上半部分為暗金屬灰色，下半部分為青銅色。SphereX機(jī)器人將能夠在月球的低重力環(huán)境運(yùn)動(dòng)自如，并使用相機(jī)和激光雷達(dá)(一種利用脈沖激光來測量距離的遙感方法)測繪管道。

一旦機(jī)器人找到合適的熔巖管，施工階段就可以開始了。

建造基地

擬議中的方舟將包括地上和地下兩個(gè)主要部分?；驑颖緦⒈槐４嬖谌蹘r管內(nèi)的冷凍儲存模塊中，這些熔巖管將通過電梯與地表相連。在方舟表面，一個(gè)通信陣列和太陽能電池板將使方舟能夠自主維護(hù)，一個(gè)氣閘將允許人類訪客進(jìn)出。

放大的設(shè)計(jì)圖（無熔巖屋頂）。(圖片來源:Jekan Thanga)

建造方舟將是一個(gè)巨大的物流挑戰(zhàn)，但Thanga說，美國宇航局和歐洲航天局(ESA)即將進(jìn)行的月球任務(wù)將為這類建設(shè)項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。

Thanga預(yù)測，根據(jù)一些“快速、粗略的計(jì)算”，將樣本運(yùn)送到月球?qū)⑹墙ㄔ旆街圩罹咛魬?zhàn)性和最昂貴的方面。

這些計(jì)算假設(shè)每個(gè)物種需要50個(gè)樣本才能成功地重新引入這同一個(gè)物種。然而，重新引入每個(gè)物種實(shí)際上可能需要多達(dá)500個(gè)，這意味著需要更多的火箭，Thanga說。這些計(jì)算還不包括運(yùn)輸建造方舟所需材料的發(fā)射。

“建造方舟和運(yùn)輸樣本將花費(fèi)數(shù)千億美元，”Thanga說?！暗珜τ诼?lián)合國這樣的國際合作來說，這沒有任何問題。”

超冷機(jī)器人

即便如此，建造月球方舟目前仍有一個(gè)方面還無法做到。

為了使樣本能夠低溫保存，它們必須儲存在零下292華氏度到零下321華氏度(零下180攝氏度到零下196攝氏度)之間的極低溫度下。這意味著用人類從冷凍存儲模塊中分類和檢索樣本是不切實(shí)際的。相反，機(jī)器人將不得不做繁重的工作。

但在如此低的溫度下，由于金屬在冰點(diǎn)溫度下熔合在一起，機(jī)器人會像冷焊接一樣直接被凍結(jié)在地板上。根據(jù)研究人員的說法，解決方案是量子懸浮。這個(gè)理論解決方案基本上是一個(gè)磁力的增壓版本，使用超導(dǎo)材料將物體固定在磁場中。

Thanga說:“你可以把遠(yuǎn)處的東西釘在一起，這樣你就可以通過懸浮來移動(dòng)機(jī)器人?！薄熬秃孟衲阒?，它們身上附著著看不見的繩子。”

量子懸浮還不可能實(shí)現(xiàn)，但未來其他低溫項(xiàng)目如長途太空旅行也需要量子懸浮，所以解決如何實(shí)現(xiàn)量子懸浮只是時(shí)間問題，Thanga說。 研究人員表示，30年的時(shí)間框架是可能的，但如果人類面臨迫在眉睫的生存危機(jī)，可能會更快，Thanga說。

Thanga說:“這是一個(gè)真正緊迫性的項(xiàng)目，需要有很多人有足夠的精力投入在這上面?！薄拔艺J(rèn)為，如果需要，可以在10到15年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。”

“我們和自然之間有很強(qiáng)的相互聯(lián)系，”亞利桑那大學(xué)空間和陸地機(jī)器人探索(SpaceTREx)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、主要作者Jekan Thanga在接受《生活科學(xué)》采訪時(shí)表示。“我們有責(zé)任成為生物多樣性的守護(hù)者，并擁有保護(hù)它的手段?！?

Thanga說，這個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目所需的所有技術(shù)目前還不存在，但研究人員認(rèn)為它可以在未來30年內(nèi)實(shí)際建成。

BY: Harry Baker

FY: Tommyzhu (朱濤）

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