670万！为预防万一，科学家想在月球储存DNA

月球方舟将被藏在月球的熔岩管道中。

科学家想把地球上670万种生物的DNA存放在月球方舟作为备份。

一组科学家提出，隐藏在月球熔岩管内的“月球方舟”可以保存地球上数百万种物种的精子、卵子和种子。

方舟，或基因库，将被安全地隐藏在这些30多亿年前由熔点雕刻而中空的隧道和洞穴中，它由上方的太阳能电池板供电。据研究人员称，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的遗传物质，需要至少250次火箭发射才能将这些物质运送到月球。

科学家们相信，这项努力可以保护地球上的野生动物免受自然和人为造成的世界末日事件的影响，如超级火山爆发或核战争，并确保它们的基因存活。

在IEEE航空航天会议上展示了他们的月球方舟计划，由于COVID-19大流行，该会议于今年以视频连线方式举行。

“我们和自然之间有很强的相互联系，”亚利桑那大学空间和陆地机器人探索(SpaceTREx)实验室负责人、主要作者Jekan Thanga在接受《生活科学》采访时表示。“我们有责任成为生物多样性的守护者，并拥有保护它的手段。”

Thanga说，这个雄心勃勃的项目所需的技术目前还不是全部都已经掌握，但研究人员认为它可以在未来30年内建成是现实可行的。

致命威胁

建造月球方舟的主要动机是为生物多样性创造一个安全的外太空存储设施。

“我喜欢用数据做类比，”Thanga说。“这就像把你的照片和文件从你的电脑复制到一个单独的硬盘上，这样你就有了一个备份，以防出现任何问题。”

因此，如果某个世界末日事件摧毁了自然或消灭了大多数人类，我们仍有机会“按下重置按钮”，Thanga说。

在他们的报告中，研究人员列出了以下对地球生物多样性的潜在致命威胁: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。

“环境和人类文明都非常脆弱，”Thanga说。“可能会发生很多诸如此类灾难事件。”

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全球种子库保存着来自世界各地的植物物种的基因样本，并已被用于将某些植物重新引入野外。然而，这个植物种子避难中心仍然有被海平面上升或小行星撞击摧毁的风险。

研究人员说，只有将基因信息储存在太阳系的其他地方，我们才能确保它在地球面临的致命生存威胁中存活下来。

熔岩管道

月球显然是外太空方舟的首选，主要原因是:它距离地球只有四天的旅程，这意味着运输样本比带到火星要容易得多。Thanga说，由于轨道的不稳定性，在绕地轨道上建造方舟也不够安全。

然而，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。这些地表下镂空的洞穴和隧道是在月球炽热的婴儿期形成的，从那时起它们就没有被碰过。熔岩管可以保护方舟不受陨石撞击和保护DNA不受辐射伤害。据《生活科学》(Live Science)此前报道，熔岩管也被认为是在月球上建造人类文明的月球城市的绝佳地点。

月球方舟的基本设计是低温存储模块隐藏在熔岩管中，由月表上方的太阳能电池板提供动力。(图片来源:Jekan Thanga)

Thanga说:“除非被流星或核打击直接击中，否则方舟应该没问题。”“可能有多达200个熔岩管适合方舟使用。”

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Thanga介绍，假想中的SphereX机器人将类似于大型“口袋球”，上半部分为暗金属灰色，下半部分为青铜色。SphereX机器人将能够在月球的低重力环境运动自如，并使用相机和激光雷达(一种利用脉冲激光来测量距离的遥感方法)测绘管道。

一旦机器人找到合适的熔岩管，施工阶段就可以开始了。

建造基地

拟议中的方舟将包括地上和地下两个主要部分。基因样本将被保存在熔岩管内的冷冻储存模块中，这些熔岩管将通过电梯与地表相连。在方舟表面，一个通信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访客进出。

放大的设计图（无熔岩屋顶）。(图片来源:Jekan Thanga)

建造方舟将是一个巨大的物流挑战，但Thanga说，美国宇航局和欧洲航天局(ESA)即将进行的月球任务将为这类建设项目奠定基础。

Thanga预测，根据一些“快速、粗略的计算”，将样本运送到月球将是建造方舟最具挑战性和最昂贵的方面。

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这同一个物种。然而，重新引入每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，Thanga说。这些计算还不包括运输建造方舟所需材料的发射。

“建造方舟和运输样本将花费数千亿美元，”Thanga说。“但对于联合国这样的国际合作来说，这没有任何问题。”

超冷机器人

即便如此，建造月球方舟目前仍有一个方面还无法做到。

为了使样本能够低温保存，它们必须储存在零下292华氏度到零下321华氏度(零下180摄氏度到零下196摄氏度)之间的极低温度下。这意味着用人类从冷冻存储模块中分类和检索样本是不切实际的。相反，机器人将不得不做繁重的工作。

但在如此低的温度下，由于金属在冰点温度下熔合在一起，机器人会像冷焊接一样直接被冻结在地板上。根据研究人员的说法，解决方案是量子悬浮。这个理论解决方案基本上是一个磁力的增压版本，使用超导材料将物体固定在磁场中。

Thanga说:“你可以把远处的东西钉在一起，这样你就可以通过悬浮来移动机器人。”“就好像你知道，它们身上附着着看不见的绳子。”

量子悬浮还不可能实现，但未来其他低温项目如长途太空旅行也需要量子悬浮，所以解决如何实现量子悬浮只是时间问题，Thanga说。 研究人员表示，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，可能会更快，Thanga说。

Thanga说:“这是一个真正紧迫性的项目，需要有很多人有足够的精力投入在这上面。”“我认为，如果需要，可以在10到15年内实现。”

“我们和自然之间有很强的相互联系，”亚利桑那大学空间和陆地机器人探索(SpaceTREx)实验室负责人、主要作者Jekan Thanga在接受《生活科学》采访时表示。“我们有责任成为生物多样性的守护者，并拥有保护它的手段。”

Thanga说，这个雄心勃勃的项目所需的所有技术目前还不存在，但研究人员认为它可以在未来30年内实际建成。

BY: Harry Baker

FY: Tommyzhu (朱涛）

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