沈羨云

嫦娥三號(hào)在月球上順利完成任務(wù)后，不僅給科學(xué)研究帶來(lái)了很多成果，而且為它的妹妹—嫦娥四號(hào)的出發(fā)打下了很好的基礎(chǔ)。不過(guò)，遺憾的是姐妹倆不可能見(jiàn)面了，因?yàn)椤懊妹谩币懙牡胤绞窃虑虮趁妗?h3>為什么要探測(cè)月球背面

說(shuō)起嫦娥四號(hào)的任務(wù)，還有一番曲折的爭(zhēng)論。嫦娥四號(hào)是嫦娥三號(hào)的備份星，由于嫦娥三號(hào)落月探測(cè)器出色地完成了預(yù)定任務(wù)，關(guān)于“嫦娥四號(hào)”是否要發(fā)射及其承擔(dān)的任務(wù)曾在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不能確定，主要是因?yàn)橛嘘P(guān)專家意見(jiàn)不一致，為此論證甚至爭(zhēng)吵了兩年，分歧的核心在于嫦娥四號(hào)是落在月球正面還是背面？剛開(kāi)始，很多專家認(rèn)為嫦娥四號(hào)還是應(yīng)該落到月球正面，這樣比較牢靠，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小，不會(huì)節(jié)外生枝。但是，嫦娥系列月球探測(cè)器總指揮兼總設(shè)計(jì)師顧問(wèn)葉培健院士主張落到月球背面。葉院士認(rèn)為，落到月球背面，如果成功了是一大亮點(diǎn)；如果不成功，因?yàn)檫@是人類第一次，也可以原諒。先不要講什么科學(xué)意義、技術(shù)帶動(dòng)，單從邏輯學(xué)上看，落到月球背面的科學(xué)意義就是一句話：背面沒(méi)去過(guò)！結(jié)果，葉院士的提議通過(guò)了，嫦娥四號(hào)要到月球背面探測(cè)。

嫦娥四號(hào)并不是一個(gè)很大、很復(fù)雜的月球探測(cè)器，而且還是個(gè)“備份”，可是其發(fā)射的意義是深遠(yuǎn)的，如果發(fā)射成功，它將創(chuàng)造多個(gè)“首次”。

1.首次到達(dá)月球背面的探測(cè)器

由于月球的自轉(zhuǎn)周期與繞地球的公轉(zhuǎn)周期剛好相同，地球上的人永遠(yuǎn)看不到月球的背面，很多科幻影片都把月球背面描述得格外神秘—那里充斥外星人、宇宙飛船、神秘基地、金字塔……而真實(shí)的月球背面到底有什么呢？沒(méi)有人知道。盡管過(guò)去60年內(nèi)，人類已經(jīng)發(fā)射了100多個(gè)月球探測(cè)器，其中有65個(gè)登陸月球，但只有不載人的環(huán)繞月球軌道器和載人的阿波羅號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看到過(guò)月球背面，并沒(méi)有一個(gè)探測(cè)器或人真正地到達(dá)月球背面進(jìn)行探測(cè)。因此，嫦娥四號(hào)將是世界上第一個(gè)在月球背面軟著陸和巡視探測(cè)的航天器。

嫦娥四號(hào)將首次為科學(xué)工作者提供月球背面空間科學(xué)研究平臺(tái)，有望獲得一批重大的原創(chuàng)性科學(xué)研究成果。

月球背面獨(dú)特的環(huán)境條件和復(fù)雜的地質(zhì)歷史，一直是學(xué)術(shù)界和工程界探測(cè)與研究的難點(diǎn)、熱點(diǎn)以及未來(lái)規(guī)劃開(kāi)展探測(cè)的重點(diǎn)。隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，開(kāi)展對(duì)月球背面的著陸與巡視探測(cè)越來(lái)越受到航天大國(guó)的重視。目前美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局都已制訂了未來(lái)月球背面的探測(cè)計(jì)劃，特別是歐洲空間局提出了系統(tǒng)的月球背面探測(cè)任務(wù)建議書(shū)，并計(jì)劃于2025年實(shí)施該計(jì)劃的發(fā)射任務(wù)。可喜的是這個(gè)想法很快就會(huì)被中國(guó)的嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)，中國(guó)在這方面將居于世界領(lǐng)先地位。

2.首次發(fā)射月球探測(cè)中繼衛(wèi)星

由于受到月球自身的遮擋，著陸在月球背面的探測(cè)器無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)與地球的測(cè)控通信和數(shù)據(jù)傳輸。嫦娥四號(hào)的“鵲橋”中繼星將成為架設(shè)在嫦娥四號(hào)著陸器和巡視器與地球間的“通信站”，搭建地月信息聯(lián)通的“天橋”。現(xiàn)在，“鵲橋”中繼星已經(jīng)順利到達(dá)預(yù)定點(diǎn)，等待著嫦娥四號(hào)的到來(lái)。它是世界首顆運(yùn)行在地月L（拉格朗日）2點(diǎn)Halo使命軌道的衛(wèi)星，可為嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器提供地月中繼測(cè)控通信。同時(shí)，中繼衛(wèi)星上還將攜帶一些實(shí)驗(yàn)載荷，開(kāi)展科學(xué)探測(cè)和新技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

3.首次在月球上開(kāi)展月面生態(tài)系統(tǒng)研究

在嫦娥四號(hào)的落月探測(cè)器上還搭載著一個(gè)“月面微型生態(tài)圈”。在這個(gè)小罐子里放置了兩種種子、蠶卵、土壤、水、營(yíng)養(yǎng)液和空氣以及微型相機(jī)和信息傳輸系統(tǒng)等科研設(shè)備，可進(jìn)行史無(wú)前例的月面生態(tài)系統(tǒng)研究。

4.探月工程首次向社會(huì)資本開(kāi)放

此次探月工程向社會(huì)資本開(kāi)放，鼓勵(lì)社會(huì)資本、企業(yè)參與。據(jù)介紹，嫦娥四號(hào)將作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)、驗(yàn)證平臺(tái)、應(yīng)用平臺(tái)，為社會(huì)資本提供技術(shù)驗(yàn)證、產(chǎn)品搭載、數(shù)據(jù)應(yīng)用等條件。探月工程三期總設(shè)計(jì)師胡浩表示，以嫦娥四號(hào)為試點(diǎn)，探索引入社會(huì)資本的新模式，對(duì)于打破航天工業(yè)壁壘、加速航天技術(shù)創(chuàng)新、有效降低工程成本、提高投資效益等具有積極作用和深遠(yuǎn)影響。在選擇嫦娥四號(hào)中繼星的整星方案和研制定點(diǎn)單位時(shí)，邀請(qǐng)了高校、科研院所、企業(yè)等多方單位參與競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)，這在深空探測(cè)領(lǐng)域尚屬首次。

為了激發(fā)普通民眾特別是青少年的探索熱情，嫦娥四號(hào)預(yù)留了3千克載荷在全國(guó)范圍內(nèi)征集大膽創(chuàng)意。現(xiàn)已在全國(guó)征集的290多項(xiàng)方案中選擇了20項(xiàng)優(yōu)秀項(xiàng)目，其中有很多中學(xué)生和大學(xué)生項(xiàng)目，最后評(píng)選出了3個(gè)一等獎(jiǎng)，然后從這3個(gè)項(xiàng)目中選出一個(gè)項(xiàng)目搭載在嫦娥四號(hào)上，以便起到很好的宣傳效果。

那么，探索月球背面究竟有什么意義？月球是一個(gè)整體，月球的正面和背面在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上有很大差別。因此在研究月球時(shí)，不但要研究月球的正面，還要研究其背面。

這次任務(wù)是人類第一次向月球背面未知區(qū)域的探索。它的著陸點(diǎn)是月球南半球的一個(gè)巨大隕石坑—艾特肯盆地，位于月球南極。這個(gè)直徑2500千米、深達(dá)13千米的大坑，是月球最大的隕石坑，在整個(gè)太陽(yáng)系也名列前茅。艾特肯盆地吸引科學(xué)家的不只是它的尺寸，更有魅力的是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)這片區(qū)域有大量冰。據(jù)科學(xué)家分析，這些冰可能是彗星或小行星撞擊的殘留，在永久的黑暗中得以幸存。由于沒(méi)有陽(yáng)光的直接照射，這些冰并沒(méi)有發(fā)生升華或離解。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，人類已經(jīng)從月球軌道對(duì)這片冰進(jìn)行了多次探測(cè)，包括：阿波羅15、16、17，月球勘測(cè)軌道飛行器（LRO）以及印度的月船一號(hào)繞月飛行器。月船一號(hào)還用撞月探測(cè)器（MIP）撞擊這里，并通過(guò)軌道飛行器分析揚(yáng)起的物質(zhì)。嫦娥四號(hào)探測(cè)衛(wèi)星將到達(dá)月球的南極，尋找月球水源。到那時(shí)將會(huì)對(duì)月球上是否有生命和水這個(gè)問(wèn)題給出答案。關(guān)于月球的種種謎團(tuán)，或?qū)⒂写鸢浮Ｍ瑫r(shí)，南極艾特肯盆地將是月球基地的理想選址。這次嫦娥四號(hào)將進(jìn)一步確認(rèn)人類在這里生存并工作的可能性。

其次，月球正面和背面的電磁環(huán)境也存在很大不同，月球背面的電磁環(huán)境非常干凈，是天文學(xué)家夢(mèng)寐以求的理想場(chǎng)所，在這里可以開(kāi)展空間科學(xué)領(lǐng)域最前沿的低頻射電天文觀測(cè)。受地球大氣成分影響，低頻射電研究一直都存在空白。如果能夠在月球背面放一個(gè)低頻射電頻譜儀，將填補(bǔ)空白，推動(dòng)科學(xué)界取得更大的進(jìn)展。

此外，利用月球背面保存的最古老月殼巖石的獨(dú)特條件可以開(kāi)展地質(zhì)特征調(diào)查，有望在國(guó)際上首次建立集地形地貌、淺層結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分于一體的綜合地質(zhì)剖面和演化模型，獲得對(duì)月球早期演化歷史的新認(rèn)知。把月球研究好了，對(duì)研究整個(gè)地球未來(lái)的演化、全球溫室效應(yīng)、氣候變化等都會(huì)有很好的幫助。

“嫦娥四號(hào)”將進(jìn)行哪些科學(xué)研究

嫦娥四號(hào)的基本架構(gòu)繼承了嫦娥三號(hào)的著陸器和月球車，但科學(xué)載荷會(huì)有很大的變化。與嫦娥三號(hào)類似，嫦娥四號(hào)的著陸器上仍裝有降落相機(jī)、地形地貌相機(jī)，并增加了國(guó)內(nèi)新研發(fā)的低頻射電頻譜儀，以及德國(guó)的中子與輻射劑量探測(cè)儀，去掉了月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、極紫外相機(jī)。低頻射電頻譜儀將利用月球背面沒(méi)有地球電磁波干擾和天然潔凈的環(huán)境，研究太陽(yáng)爆發(fā)、著陸區(qū)上空的月球空間環(huán)境，還可以對(duì)來(lái)自太陽(yáng)系行星的低頻射電場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)，并“聆聽(tīng)”來(lái)自宇宙更深處的“聲音”。德國(guó)的中子與輻射劑量探測(cè)儀能探測(cè)著陸區(qū)的輻射劑量，評(píng)估未來(lái)載人登月航天員的危險(xiǎn)度，提供相應(yīng)輻射防護(hù)的依據(jù)。嫦娥四號(hào)的月球車上仍裝有全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀，同時(shí)增加了瑞典的中性原子探測(cè)儀，去掉了粒子激發(fā)X射線譜儀。瑞典的中性原子探測(cè)儀對(duì)于解決太陽(yáng)風(fēng)與月表相互作用機(jī)制、月表逃逸層的形成和維持機(jī)制等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題有著重要的意義。

要實(shí)現(xiàn)嫦娥四號(hào)任務(wù)的工程目標(biāo)，需突破4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括在復(fù)雜地形環(huán)境條件下的安全著陸、地月L2點(diǎn)軌道設(shè)計(jì)與控制、地月L2點(diǎn)遠(yuǎn)距離中繼通信，以及同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用。

嫦娥四號(hào)的三大科學(xué)研究是：①對(duì)月球背面的環(huán)境進(jìn)行研究；②對(duì)月球背面的表面、淺深層、深層進(jìn)行研究；③最大的特色是在月球背面不受太陽(yáng)的影響，在月球背面和中繼星上分別裝上低頻射電探測(cè)儀，進(jìn)行有關(guān)的研究。

如果嫦娥四號(hào)進(jìn)展順利，中國(guó)還將發(fā)射更多的無(wú)人探測(cè)器，并在15年內(nèi)實(shí)現(xiàn)載人登月。

嫦娥未動(dòng)“鵲橋”先行

為何嫦娥未動(dòng)，“鵲橋”先行呢？這與嫦娥四號(hào)的任務(wù)有關(guān)。嫦娥四號(hào)是世界上第一個(gè)在月球背面軟著陸的航天器。月球背面有很多的環(huán)境和條件是未知的，地形也非常復(fù)雜，嫦娥四號(hào)要實(shí)現(xiàn)在月球背面著陸并將月球探測(cè)的信息傳到地面，有一個(gè)特殊的難題—通信。由于月球?qū)νㄐ判盘?hào)的阻擋，從地面上很難指揮月球背面探測(cè)器的工作。為此，中國(guó)還要向月球背面和地球同時(shí)可見(jiàn)的地月L2點(diǎn)發(fā)射一顆名叫“鵲橋”的中繼衛(wèi)星，來(lái)執(zhí)行測(cè)控、數(shù)傳中繼任務(wù)?！谤o橋”架設(shè)在這個(gè)軌道上，既能“看見(jiàn)”地球，又能“看見(jiàn)”月球，可以同時(shí)與地球和月球背面進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換。它距離月球6.5萬(wàn)千米，距離地球44.9萬(wàn)千米，這是人類首次在此地搭建對(duì)月中繼通信的衛(wèi)星。

為什么要選擇L2點(diǎn)？這是因?yàn)長(zhǎng)2點(diǎn)是地月系統(tǒng)引力平衡點(diǎn)之一，始終可以同時(shí)見(jiàn)到月球背面和地球?！谤o橋”在L2點(diǎn)能夠相對(duì)穩(wěn)定地開(kāi)展工作，這個(gè)點(diǎn)可以進(jìn)行對(duì)月球的背面和對(duì)地通信，及進(jìn)行其他一些探測(cè)工作，其中包括對(duì)月球的探測(cè)和對(duì)深空的一些探測(cè)工作。

“鵲橋”除了執(zhí)行測(cè)控、數(shù)傳中繼任務(wù)外，也擔(dān)負(fù)著重要的科研任務(wù)。在它上面搭載了兩臺(tái)國(guó)際合作載荷—荷蘭研制的低頻射電探測(cè)儀和沙特研制的月球小型光學(xué)成像探測(cè)儀，可進(jìn)行有關(guān)的研究。例如，荷蘭的低頻射電探測(cè)儀將與位于地球上荷蘭境內(nèi)的LOFAR低頻天文陣列等地面天文觀測(cè)設(shè)施聯(lián)合，首次開(kāi)展43萬(wàn)～46萬(wàn)千米基線的地月空間VLBI（甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量，該技術(shù)是把幾個(gè)小望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái)，達(dá)到一架大型望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效果）射電干涉測(cè)量實(shí)驗(yàn)，還將與嫦娥四號(hào)著陸器上中方研制的低頻射電頻譜儀之間形成干涉測(cè)量，有望對(duì)來(lái)自宇宙黑暗時(shí)期和黎明時(shí)期的21厘米氫譜線輻射進(jìn)行探測(cè)，研究在宇宙大爆炸后的幾千萬(wàn)年到一兩億年間，宇宙如何擺脫黑暗，點(diǎn)亮了第一顆恒星。

要探月背，中繼先行。2018年5月21日凌晨5時(shí)，一條火龍劃破了西昌寧?kù)o的天空，一枚長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭攜帶中繼衛(wèi)星“鵲橋”升空，25分鐘后，火箭將“鵲橋”送入地月轉(zhuǎn)移軌道后與衛(wèi)星分離，“鵲橋”開(kāi)始奔赴月球方向的地月L2點(diǎn)，為年底即將發(fā)射的嫦娥四號(hào)保駕護(hù)航。

經(jīng)過(guò)20多天的精確飛行，承擔(dān)嫦娥四號(hào)中繼通信任務(wù)的“鵲橋”不畏宇宙射線、太空碎片的襲擾，跨越40多萬(wàn)千米于6月14日成功抵達(dá)繞地月L2點(diǎn)的Halo軌道，正式進(jìn)入預(yù)定位置。隨后“鵲橋”開(kāi)始積極“備戰(zhàn)”，為即將到來(lái)的嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器打好前站、掃清障礙，搭建一條連接地球和月球信息的“生命線”。至此，20世紀(jì)50年代國(guó)際航天界提出的中繼星Halo軌道的概念，被中國(guó)航天人變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

“鵲橋”在這個(gè)軌道上運(yùn)行時(shí)就像調(diào)皮的孩子，只要有一段時(shí)間不關(guān)注就會(huì)“離家出走”，甚至不知所蹤。為了完成嫦娥四號(hào)探測(cè)器與地面測(cè)控站之間的數(shù)據(jù)中繼，需要中繼衛(wèi)星時(shí)刻保持高穩(wěn)定、高精度的姿態(tài)和角度，否則就會(huì)影響信息的傳輸，甚至影響嫦娥四號(hào)任務(wù)的完成。

為了讓“鵲橋”在它的位置上老老實(shí)實(shí)地待著，順利完成任務(wù)，中國(guó)的航天人采用了很多方法。專家們把提升航天器自主控制的智能化水平、精準(zhǔn)化程度放在首位，在軌道控制策略上設(shè)計(jì)了速度增量關(guān)機(jī)和時(shí)間關(guān)機(jī)兩種模式，對(duì)軌控關(guān)機(jī)前的發(fā)動(dòng)機(jī)脈寬進(jìn)行了精確設(shè)計(jì)。此外，他們專門(mén)為“鵲橋”量身定制了具有高智能化水平、全天候、全天時(shí)、全空域運(yùn)行能力的光纖陀螺慣性測(cè)量單元，徹底擺脫了之前姿態(tài)敏感器需要借助地球、太陽(yáng)等天體來(lái)定位的束縛。為了防止信號(hào)中斷、信息傳送不準(zhǔn)確，專家們?yōu)椤谤o橋” 配了多部“手機(jī)”。地面工作人員可以同時(shí)給這幾部“手機(jī)”打電話，發(fā)出相同的遙測(cè)指令，規(guī)避因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)或其他未知因素造成的信號(hào)中斷、信息傳送不準(zhǔn)確等問(wèn)題。此外，“鵲橋”裝備的S頻段數(shù)字化深空應(yīng)答機(jī)是我國(guó)首臺(tái)數(shù)字化深空應(yīng)答機(jī)，不僅具有對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)自我修正的功能，而且具有強(qiáng)大的靈敏度和信號(hào)捕獲能力，為航天器穩(wěn)定運(yùn)行再上一道“安全鎖”。同時(shí)，“鵲橋”裝備的4.2米口徑的高增益?zhèn)銧顠佄锩嫣炀€，是人類深空探測(cè)任務(wù)史上口徑最大的通信天線，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地、對(duì)月、對(duì)日和對(duì)慣性空間任意目標(biāo)指向與跟蹤的三軸穩(wěn)定控制，將為“嫦娥四號(hào)”著陸器、巡視器與地面站之間的測(cè)控與數(shù)據(jù)傳輸提供有力支撐。

月面微型生態(tài)圈

電影《火星救援》描述了主人公試圖在火星上種植馬鈴薯的情節(jié)?，F(xiàn)在，這一愿景有望被中國(guó)率先完成?！霸旅嫖⑿蜕鷳B(tài)圈”將作為一位特殊的乘客搭乘“嫦娥四號(hào)”登陸月球表面，實(shí)現(xiàn)人類首次在月球表面開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)舉?！霸旅嫖⑿蜕鷳B(tài)圈”是一個(gè)由特殊鋁合金材料制成的圓柱形“罐子”，高18厘米、直徑16厘米，凈容積約0.8升，表面貼有我國(guó)國(guó)旗以及重慶大學(xué)和研究中心的標(biāo)志。整個(gè)“罐子”僅重3千克，但是它的成本造價(jià)在千萬(wàn)元以上，里面的相機(jī)就高達(dá)60萬(wàn)元。在這個(gè)鋁合金容器里，將放置馬鈴薯種子、擬南芥種子、蠶卵、土壤、水、空氣以及照相機(jī)和信息傳輸系統(tǒng)等科研設(shè)備。兩種植物將在100天的實(shí)驗(yàn)期限內(nèi)生根發(fā)芽，開(kāi)出月球表面的第一朵花。蠶也將完成蟲(chóng)卵孵化、幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育和破繭成蝶的完整生命周期。這項(xiàng)生物實(shí)驗(yàn)將通過(guò)小型照相機(jī)向全球直播。

為什么在這次實(shí)驗(yàn)中，地面科學(xué)家們挑選了馬鈴薯、擬南芥及桑蠶卵3種生物作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象呢？其原因是：

1.此次月面生物實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是在月球表面實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物的一個(gè)生命周期。根據(jù)100天的實(shí)驗(yàn)期限，科學(xué)家選定了馬鈴薯、擬南芥和蠶。

2.從生物自身的條件來(lái)考慮，選擇的生物要相對(duì)能耐高溫和低溫，生長(zhǎng)周期也不能很長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，這3種動(dòng)植物都是比較符合條件的。

3.選擇馬鈴薯也是為人類下一步的太空生存提供支持，目前國(guó)際上很多國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)都將馬鈴薯作為人類在太空生存的主要食物。

4.在動(dòng)植物的選擇上也會(huì)選擇貼近普通人的生活、符合中國(guó)的文化傳統(tǒng)，馬鈴薯是再常見(jiàn)不過(guò)的食物，蠶寶寶比較可愛(ài)，生長(zhǎng)周期中也有破繭成蝶這一步驟，有比較好的寓意，象征著中國(guó)在空間探索的進(jìn)步與創(chuàng)新。

雖然這是一個(gè)小小的、科普性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，但是要在月球上進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，還要克服種種困難。月球的環(huán)境十分惡劣，在月球上是連續(xù)14天白晝?cè)俎D(zhuǎn)換為連續(xù)14天的黑夜，高溫能達(dá)到100多攝氏度，低溫又降到零下100多攝氏度。另外，月球上的紫外線沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾，動(dòng)植物的生存需要面臨高輻射、微重力等惡劣環(huán)境。這跟地球上的生存環(huán)境差距太大，這些都是要克服的難題。

科學(xué)家們通過(guò)各種技術(shù)，使“月面微型生態(tài)圈”的內(nèi)環(huán)境完全適合生物生長(zhǎng)：在真空、微重力、極端溫差的外界條件下，“月面微型生態(tài)圈”內(nèi)將保持1～30℃的溫度以及適當(dāng)?shù)臐穸?；裝置里帶有水和配備好的營(yíng)養(yǎng)液，可供植物生長(zhǎng)用；通過(guò)光導(dǎo)管引入月球表面自然光線，創(chuàng)造植物生長(zhǎng)環(huán)境； 植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣，供蠶“消費(fèi)”，蠶生長(zhǎng)過(guò)程則產(chǎn)生出植物所需的二氧化碳和糞便等養(yǎng)料，在“月面微型生態(tài)圈”登月的100天里，它將實(shí)現(xiàn)微型生態(tài)循環(huán)。

如果植物種子能在這個(gè)環(huán)境下發(fā)芽、生長(zhǎng)、開(kāi)花，蠶卵能正常孵化、幼蟲(chóng)成長(zhǎng)發(fā)育、破繭成蝶，在一定程度上說(shuō)明人類在月球居住不是夢(mèng)想。如果實(shí)驗(yàn)成功，它將為人類開(kāi)展地外星球生存提供技術(shù)保障和奠定基礎(chǔ)。

我國(guó)的這次探索是人類首次在月面進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)，與美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家相比，都是領(lǐng)先的。這次探索將證明，在眾多國(guó)家中，我國(guó)的空間探索正由之前的跟隨轉(zhuǎn)換為領(lǐng)先、領(lǐng)跑。